永磁同步电机地设计与电磁分析报告Word下载.doc
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21116258
学院:
应用技术学院
专业:
电气工程与自动化
论文题目:
永磁同步电机的设计与电磁分析
专题:
指导教师:
邓先明职称:
教授
2015年6月徐州
中国矿业大学毕业论文任务书
学院应用技术学院专业年级电气2011级学生姓名耿艳华
任务下达日期:
2015年3月15日
毕业论文日期:
2015年3月16日至2015年6月1日
毕业论文题目:
永磁同步电机的设计与电磁分析
毕业论文专题题目:
毕业论文主要内容和要求:
1.永磁同步电机的工作原理和基本结构;
2.自启动永磁同步电机的一般设计方法;
3.设计一台永磁同步电机,参数:
(1)、容量:
40KW;
(2)、额定电压380V,额定频率50Hz;
(3)、额定转速1500;
(4)、定子相数3;
(5)、效率0.95;
(6)功率因数0.95.;
(7)能够自启动。
4.利用有限元方法,计算验证设计结果。
5.完成与毕业设计内容有关的英文翻译(近三年的文献),不少于3000汉字;
6.完成毕业设计论文。
院长签字:
指导教师签字:
中国矿业大学毕业论文指导教师评阅书
指导教师评语(①基础理论及基本技能的掌握;
②独立解决实际问题的能力;
③研究内容的理论依据和技术方法;
④取得的主要成果及创新点;
⑤工作态度及工作量;
⑥总体评价及建议成绩;
⑦存在问题;
⑧是否同意答辩等):
成绩:
指导教师签字:
年月日
中国矿业大学毕业论文评阅教师评阅书
评阅教师评语(①选题的意义;
②基础理论及基本技能的掌握;
③综合运用所学知识解决实际问题的能力;
④工作量的大小;
⑤取得的主要成果及创新点;
⑥写作的规范程度;
⑦总体评价及建议成绩;
⑧存在问题;
⑨是否同意答辩等):
评阅教师签字:
年月日
中国矿业大学毕业论文答辩及综合成绩
答辩情况
提出问题
回答问题
正确
基本
正确
有一
般性
错误
有原
则性错误
没有
回答
答辩委员会评语及建议成绩:
答辩委员会主任签字:
年月日
学院领导小组综合评定成绩:
学院领导小组负责人:
摘要
自起动永磁同步电机拥有鼠笼,能够实现自启动。
它无需无功励磁电流,功率因数高,减少了定子电流和定子电阻损耗,并且在稳定运行时没有转子损耗。
因此它具有高效率、高功率因数等的技术特点,符合高性能电机的技术指标。
是未来高效率、节能型传动系统的发展方向,具有广泛的应用前景。
本文主要是通过利用传统的异步电机设计方法并结合了永磁同步电机的特点,设计了一台40Kw的转子导体内置式的永磁同步电机,详细的设计了其机械结构、计算了其电气性能。
同时还利用数值计算软件对其进行了性能分析。
给出了所设计电机的功角特性和起动特性,计算结果证明了本文所设计的电机其性能完全满足预期的要求。
本文利用电磁场数值计算软件Ansoft,对电机进行了建模及仿真,获得了电机的电磁场分布、启动转矩和转速以及电机稳态运行时的损耗。
计算了电机的空载反电动势波形、交直轴电抗参数特性以及电机的功角特性。
通过将每极的转子磁极采用集中分布的方法,提高了气隙磁密中的基波含量,明显得抑制了其中的高次谐波。
关键词:
自启动永磁同步电机;
电磁特性;
有限元法
Abstract
Startpermanentmagnetsynchronousmotorhasasquirrelcage,canberealizedfromthestart.Itdoesnotrequirereactiveexcitationcurrent,powerfactor,reducingthestatorcurrentandstatorresistanceloss,andnorotorlossesinstableoperation.Soithashighefficiency,highpowerfactorandothertechnicalcharacteristics,inlinewithhigh-performancemotortechnicalindicators,isthefuturedirectionofhighefficiency,energy-savingdrivesystemhasbroadapplicationprospects.Inthispaper,throughtheuseofaconventionalinductionmotordesignmethodsandcombinesthecharacteristicsofapermanentmagnetsynchronousmotor,designedarotorconductorbuilt-in40kWpermanentmagnetsynchronousmotor,thedetaileddesignofthemechanicalstructure,calculateitselectricalproperties.Alsotakeadvantageofitsnumericalsoftwareperformanceanalysis.Thedesignofthemotorgivespoweranglecharacteristicandstartingcharacteristics,theresultsprovethatthedesignedmotorperformancetofullymeettheexpecteddemand.
Inthispaper,electromagneticfieldnumericalcalculationsoftwareAnsoft,themotorismodeledandsimulated,Wegottheelectromagneticfielddistributioninsidethemotor,andwealsogotthesteadystatetorqueandstartingtorque.TheNo-loadback-EMFwaveform,quadrature/directaxisreactanceparametercharacteristicandpower-anglecharacteristicarecalculated.TheresultsprovethattheSPMSMcompletelymeettheexpectedrequirements.Byadoptingthemethodofcentralizeddistributionoftherotorpole,Theresultsshowthatthismethodnotonlycanaccuratelydetecttherotorposition,butalsocanidentifytherotorpolarity.
Keywords:
Sincethestartpermanentmagnetsynchronousmotor;
electromagneticcharacteristic;
finiteelementmethods
目录
第一章绪论 1
1.1课题研究的背景和意义 1
1.2永磁同步电机的国内外研现状 2
1.2.1永磁材料的发展 2
1.2.2永磁电机的研究现状 3
1.2.3自启动永磁同步电动机研究现状 3
1.3本课题研究的内容 3
第二章永磁同步电机的工作原理 5
2.1永磁同步电机的基本结构 5
2.1.1总体结构 5
2.1.2定子结构 5
2.1.3转子结构 6
2.1.4自启动永磁同步电动机的转子磁路结构 7
2.2永磁同步电动机的工作原理 10
2.3永磁同步电动机的特点 10
第三章永磁同步电机的电磁设计 11
3.1基本思路和设计方法 11
3.1.1电机主要尺寸的确定 11
3.1.2定转子的设计 11
3.1.3永磁体的设计 12
3.1.4设计方法 12
3.2永磁同步电机的电磁设计 12
3.2.1额定参数和技术要求 12
3.2.2永磁同步电机的主要尺寸 13
3.2.3永磁同步电机的永磁体计算 14
3.2.4永磁同步电机的定转子冲片设计 15
3.2.5永磁同步电机的绕组计算 17
3.2.6永磁同步电机的磁路计算 19
3.2.7永磁同步电机的参数计算 22
3.2.8永磁同步电机的工作特性计算 26
3.2.9永磁同步电机的启动特性计算 30
3.3本章小结 33
第四章永磁同步电机的有限元分析 34
4.1Ansoft简介 34
4.2Ansoft软件的特点 34
4.3电磁场基本理论 34
4.4永磁同步电机的有限元分析 34
4.4.1电磁场求解的有限元方法 34
4.4.2永磁同步电机的有限元仿真模型 35
4.4.3永磁同步电机
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