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橫向磁通永磁同步電動機(jī)的三維磁場計(jì)算與結(jié)構(gòu)性能分析

資 源 簡 介

橫向磁通電機(jī)是近些年來出現(xiàn)的一種新型結(jié)構(gòu)的電機(jī),由于其轉(zhuǎn)矩密度和功率密度大的優(yōu)點(diǎn)受到了廣泛的關(guān)注,但我國對該種電機(jī)的研究尚處于起步階段。 本課題是國家863計(jì)劃項(xiàng)目——“新型稀土永磁電機(jī)設(shè)計(jì)與集成技術(shù)(課題編號:2002AA324020)”中有關(guān)橫向磁通永磁同步電動機(jī)的部分。本課題的目標(biāo)就是要充分發(fā)揮橫向磁通電機(jī)功率密度和轉(zhuǎn)矩密度大的優(yōu)點(diǎn),克服其功率因數(shù)低的缺點(diǎn),對橫向磁通永磁同步電動機(jī)的磁場進(jìn)行計(jì)算、分析,找出功率因數(shù)偏低的原因,并提出相應(yīng)的改進(jìn)方法和建議。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行樣機(jī)的研制,對理論成果進(jìn)行驗(yàn)證,并力爭樣機(jī)在性能和工藝指標(biāo)上有所突破,部分指標(biāo)達(dá)到國際領(lǐng)先水平。 本文介紹了橫向磁通永磁電機(jī)的特點(diǎn)及運(yùn)行原理,并按照不同的分類方式介紹了橫向磁通電機(jī)的各種結(jié)構(gòu)。三維磁場的有限元計(jì)算十分復(fù)雜、計(jì)算量大,因此傳統(tǒng)電機(jī)均采用簡化的二維磁場進(jìn)行計(jì)算。但是橫向磁通電機(jī)由于結(jié)構(gòu)特殊,無法采用簡化的二維磁場的計(jì)算方法進(jìn)行分析。因此本文利用ANSYS軟件建立了樣機(jī)模型,對樣機(jī)進(jìn)行了三維電磁場分析。在電磁場計(jì)算的基礎(chǔ)上,進(jìn)行了電機(jī)空載反電勢,空載漏磁系數(shù),電磁轉(zhuǎn)矩等相關(guān)參數(shù)的計(jì)算,討論了橫向磁通永磁同步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)變化對參數(shù)的影響。本文特別針對橫向磁通永磁電機(jī)功率因數(shù)較低這一問題進(jìn)行了分析,找出了功率因數(shù)偏低的原因,提出了相應(yīng)的改善方法和建議,對橫向磁通電機(jī)的理論研究和設(shè)計(jì)應(yīng)用分析方法進(jìn)行了探討。本文利用電磁場計(jì)算的結(jié)果,完成了電機(jī)運(yùn)行特性仿真,克服了采用傳統(tǒng)磁路等效的方法帶來的誤差。最后,通過與樣機(jī)測試結(jié)果的對照研究,驗(yàn)證和完善分析方法,并為進(jìn)一步獲得性能更加優(yōu)異的樣機(jī)奠定了基礎(chǔ)。

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