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基于电磁场数值计算的永磁电机性能分析方法研究

永磁电机的设计与应用是电机领域的前沿课题。本文从电磁场基本理论出发,采用有限元法围绕永磁电机参数计算和性能分析进行了系统地研究。建立了比较完整的理论分析模型和计算方法,对永磁电机的设计与优化有着重要的意义。全文共分六章。第一章阐述了本课题研究的目的和意义。分析了永磁电机和永磁材料的现状与发展趋势,归纳了永磁电机的各种性能分析方法,指出有限元计算方法在电机性能分析方面所具有的优越性。总结了永磁电机电磁场数值计算中的研究进展与热点问题,并介绍了本文的研究内容。第二章研究了永磁电机磁场计算中永磁体的数学模型。在全面分析解析计算和数值计算中所采用的数学模型基础上,提出一种改进的边界等效面电流离散化处理法,该方法不仅适用于任意复杂形状永磁体,而且可以统一方便的处理平行、径向和周向几种永磁磁化方向,对实现永磁电机有限元程序的通用性具有重要的意义。第三章对永磁直流电动机有限元分析方法进行了研究。建立了合理的永磁直流电动机动态有限元分析模型,该  (本文共138页) 本文目录 | 阅读全文>>

华中科技大学
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永磁同步电动机设计关键技术与方法研究

稀土永磁电动机具有高效节能的显著优点,应用范围正日益遍及国防、航空航天、工农业生产和日常生活的诸多领域,发展潜力巨大。相较于电励磁电动机,稀土永磁电动机结构特殊且种类多样,传统的设计理论和分析方法已难以适应高性能电机研发的要求,需要综合运用多学科理论和现代设计手段,进行创新研究。传统设计模式得到的产品,在工况相对固定的应用场合,能够表显出良好的技术性能,但在复杂工况的场合下就表现出一些不足。因此,本文在电机和电磁场理论的基础上,结合实际工程应用问题,对永磁同步电动机的磁路结构设计、参数计算、性能分析和优化设计进行了系统的研究,提出了一种基于用户使用需求的全局化系统级综合匹配设计理念和方法。论文的工作主要集中在以下几个方面:1、分别建立了正弦波和矩形波永磁同步电动机的数学模型,并分析了其主要工作特性。在此基础上,提出永磁同步电动机设计分析中共性关键技术:转子磁路结构设计,电机参数与运行性能计算分析,运行性能改善和优化设计技术以及工...  (本文共132页) 本文目录 | 阅读全文>>

南昌大学
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永磁同步发电机的电磁场分析

永磁同步发电机由于一系列高效节能的优点,在工农业生产、航空航天、国防和日常生活中得到广泛应用,并且受到许多学者的关注,其研究领域主要涉及永磁同步发电机的设计、精确性能分析、控制等方面。本课题作为国家自然科学基金项目《无刷无励磁机谐波励磁的混合励磁永磁电机的研究》的课题,主要研究永磁电机的电磁场空载和负载计算,求出永磁电机的电压波形和电压调整率,为分段式转子的混合励磁永磁电机的研究奠定基础,主要做了以下工作:首先介绍了永磁同步发电机的基本原理,包括永磁同步发电机的结构形式和永磁同步发电机的运行性能,采用传统解析理论给出了电压调整率的计算方法及外特性的计算模型;然后用有限元ANSYS对永磁同步发电机样机进行实体建模,经过定义分配材料、划分网格、加边界条件和载荷、求解计算等,得到矢量磁位A_Z、磁场强度H、磁感应强度B等结果,直观地看出电机内部的磁场分布情况。其次根据电磁场计算结果,应用齿磁通法对其进行后处理。该方法求解转子在一个齿距...  (本文共74页) 本文目录 | 阅读全文>>

电子科技大学
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基于支持向量机的永磁同步电机结构优化设计

随着永磁材料各项性能的提高,永磁同步电机的性能和结构之间的选择越发灵活多样,可以根据实际的需要而设计成不同的结构,灵活的设计及多方面的需求为永磁同步电机的发展提供了广阔的空间,同时也为电机的设计方法提出了新的挑战。传统的等效磁路法原理简单直观但依赖于经验参数,电磁场数值计算结果可靠但计算量大,特别是在多变量电机结构参数优化中尤为明显,电磁场数值计算本身的大计算量和优化算法的迭代次数的叠加使得基于电磁场数值计算的永磁同步电机结构优化难以被应用于工程设计中。因此,为了减小计算量,使电磁场数值计算能更好的应用于永磁同步电机的结构设计和优化,本文利用具有优良的小样本学习能力的支持向量机算法建立电机结构参数和输出变量之间的非参数模型,首先利用传统的等效磁路法初步确定电机的各结构参数,然后利用正交试验设计方法确定仿真的次数,并按照正交表中输入变量在ansoft软件中建立电机的2D有限元模型,求解模型得到相应的电机性能数据,最后应用支持向量机...  (本文共80页) 本文目录 | 阅读全文>>

东南大学
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高性能永磁同步电机性能分析与设计

永磁同步电动机具有结构简单、体积小、重量轻和高效节能等一系列优点,近年来得到了迅速发展。高性能稀土永磁材料的出现,其优越的磁性能和相对较低的价格,使得高性能永磁同步电机的开发和研究成为世界各国的热点。本文在介绍永磁同步电动机结构特点和电磁场有限元数值计算方法基础上,借助近些年来发展迅速的电磁场数值计算工具――有限元软件ANSYS,对永磁同步电动机内部电磁场进行分析计算,获得永磁同步电动机空载及负载运行时的交、直轴电枢反应磁场,由此得到磁路法中不易准确计算的一些主要系数和参数,从而实现场路结合法分析电机的性能。本文对永磁同步电机进行设计分析,使用C++程序设计语言,Visual C++集成开发环境,结合有限元计算软件ANSYS,开发高性能永磁同步电动机计算机辅助设计软件,利用该软件对样机进行设计分析,得到永磁同步电机的工作特性,由此分析计算了结构参数对功率因数、效率和失步转矩等的影响。论文通过参数化设计语言APDL,建立了有限元计...  (本文共63页) 本文目录 | 阅读全文>>

重庆大学
重庆大学

基于场路结合的永磁直流电动机优化设计

永磁直流电动机具有结构简单、体积小、效率高等优点,在国民经济各行各业得到了广泛应用。随着新结构、新材料、新工艺的出现,永磁直流电动机的磁路结构和参数计算更加复杂,传统的磁路设计方法难以保证设计的准确性。为此,本文采用场路结合的思想,对永磁直流电动机进行了分析计算和优化设计,其主要工作和取得的成果如下。首先,分析并建立了求解永磁直流电动机电磁场的有限元模型,分别计算了空载漏磁系数、气隙系数、电枢计算长度和计算极弧系数,给出了磁极偏心时的计算极弧系数变化曲线,为更加精确地进行电磁设计奠定了基础;第二,在分析齿槽转矩产生机理的基础上,提出了1种永磁电机齿槽转矩计算的新方法,并通过与实验数据的对比,验证了该方法的正确性;第三,利用电磁场有限元计算,对磁极削角方式抑制齿槽转矩的效果进行了研究,结果表明,最佳削角方式可削弱齿槽转矩达79%;第四,对偏心磁极结构对电枢反应的影响进行了研究,发现采用偏心磁极可以抑制电枢反应引起的气隙磁场畸变,减...  (本文共75页) 本文目录 | 阅读全文>>