基于HALBACH阵列的盘式无铁心永磁同步电动机分析与计算.pdf

电动机分析与计算基于罅械呐淌轿尢挠来磐电扭墨鱼矍艳垂瞳远副塾援灭津大学硕士学位论文学科专业研究生型指导教师天津大学电气与自动化工程学院二零零四年十二月计划项目资助
中文摘要中又摘要——盘式无铁心永磁同步电动机的设计与集成技术研究，开发出一种新型钕铁硼盘式永磁同步电动机属于轴向磁场电机，目前，该类电机在国外已经得到了迅速发展，作为一种现代高性能伺服电机和大力矩直接驱动电机己广泛应用于机器人等机电一体化产品中。由于该类电机具有重量轻、体积小、结构紧凑、转子无损耗、转子的转动惯量小、机电时阳Ｊ　⒆>兀亓勘却蟆⒌退僭诵衅轿取‘以制成多气隙组合式结构进一步提高转矩等特点，其在数控机床、机器人、电动车、电梯、家用电器等场合具有广阔的应用前景，是一种理想的驱动装置。本课题作为国家苹钅俊缎滦拖⊥劣来诺缁杓萍凹杉际酢中的一部分，该项目的主要工作是进行新型结构钕铁硼永磁电机永磁电机，解决相应的整机设计和集成技术问题。本文中提出的基于】’阵列的盘式无铁心永磁同步电动机是在盘式永磁同步电动机的基础尢结构和陀来盘逭罅杏τ玫狡渲校佣沟玫缁闹柿看笪<跚幔β密度提高，振动噪声降低，效率提高。基于罅械呐淌轿尢挠来磐降缍浯怕方峁购偷绱鸥汉煞布与传统电机完全不同，常规电机的某些设计规则不能直接应用到该结构【乜设计当。疚闹饕n取６哉庵纸峁沟牡缁辛朔治鲇爰扑恪７治隽瞬煌峁罅邢碌钠洞懦。约跋喙夭问募扑悖隽顺醪降难杓剖荩并对样机的加工工艺进行了探讨，在总结、借鉴相关电机设计方法的基础上，针对盘式无铁心永磁同步电动机自身的特点，编制了一套电磁计算程序，该程序还有待通过大量样机的试验，来总结和完善。我国稀土资源丰富，然而，由于技术经济上的问题，国产永磁交流倒服屯动机至今未能大量应用。与此同时，高性能的永磁交流伺服电动机及系统大量依靠进夜磕杲诘墓こ套氨傅敝校鍪鼗惨蚬缁拖低巢荒苈阋求而每年需要进的就达亿美元以上。本项目的完成将改变这类产品辛耍依靠进的局面，充分发挥我国稀土资源丰富的优势，其经济效益和社会效益是卜分巨大的。关键词：何尢模慌淌剑挥来磐
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第一章绪论盘式永磁同步电机的国内外发展及研究现状等人描述了几种不同结构型式的轴向磁场永磁同步电机，并研制了一台双转子央盘式电机又称轴向磁场电机，早在年法拉第发明的第一台电机就是盘式电机⋯，但由于它的定、转子存在轴向磁吸力以及制造复杂的缺点被以后发展起来的常规电机又称径向磁场电机所取代。但常规电机也存在很多缺陷，例如，齿根部的“瓶颈”现象，导致电机的散热和铁心利用率低等问题一直困扰着电机工程技术人员。近年来随着科技的发展，盘式电机铁心加工困难以及定、转子存在轴向磁吸力等缺点，通过新的加工工艺和优化方案已经得以解决。于是从世纪年代起，人们又转向对轴向磁场电机的研究。研究结果表明，轴向磁场电机不但具有较高的功率密度，对于一些特殊应用场合，它还具有明显的优越性。年代，发明了盘形转子电机。年代初期，轴向磁场电机以直流电机的型式应用于电车、电动自行车、水泵、吊扇和家用电器等场合。年，英国的甂出了采用圆盘式轴向磁场结构的优越性，引起了电机界的极大兴趣，英国、前苏联、瑞士、法国、美国、日本和澳大利亚竞相研制盘式异步电机。白年代木期起，随着现代工业的发展和生产的需要，对轴向磁场永磁直流电机和轴向磁场异步电机的研制转向了对轴向磁场盘式永磁同步电动机的研究。年，意大利比萨大学的瓸淌诘热耸状蚊枋隽酥圃熘嵯蚱锻降缍募钢方法，探讨了轴向磁场同步电机的特性，制造了～台双定子夹单隐极转子实验样机，并提出了制造轴向磁场永磁同步电机的可行性。年，联邦德国不伦瑞克大学的甒教授探讨了双转子央单定子盘式永磁同步电机磁场计算的解析法，导出了这种电机的稳态、瞬态参数和特性方程。在此基础上，年，甒单定子高转矩高速盘式永磁同步电机。自年起，香港大学的甤．对轴向磁场同步电机也进行了深入的研究，制造了两台不同结构