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《北京邮电大学》 2010年
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新型横向磁通永磁电机研究

毛征财  
【摘要】: 横向磁通永磁电机同时具备良好的低速特性、高转矩密度和高功率密度的特点,在许多低速大转矩应用领域具有广阔的应用前景,特别是在电动机车、轮船军舰、航空航天、风力发电等领域的电力驱动方面。本文以横向磁通永磁电机为研究对象,提出了一种新型横向磁通永磁电机,分别利用磁路解析法和电磁场有限元方法对电机参数进行分析,论文的主要研究成果如下: 提出了新型横向磁通永磁电机的结构:表面式永磁体转子结构和硅钢片叠加与卷绕式定子结构。根据横向磁通永磁电机的结构,给出新型电机的运行原理。推导出电机定、转子以及绕组参数与电机输出转矩和转矩密度的关系,得出合理选择电机结构尺寸参数的方法。 建立了电机等效磁路结构模型。为了简化磁路模型,忽略定子铁心磁阻,得出电机空载磁路简化结构模型。根据磁路简化结构模型,给出电机空载主磁通、空载感应电动势以及空载电感参数的求解方法。 采用ANSYS有限元分析软件建立了电机的三维有限元模型并对三维模型进行网格划分。通过给定不同的绕组电流大小和定、转子位置,对电机求解模型进行计算,得出磁通密度分布、磁场强度分布、电机输出转矩以及电感参数结果。有限元方法分析结果表明,本文所提出的电机结构设计合理并具有较高的性能。 分析了对新型横向磁通永磁电机功率因素、转矩密度以及电机中各电磁参数之间的制约关系,得出进一步提高横向磁通电机性能的方法。针对这种新型横向磁通永磁电机的结构,给出了详细的电机主要部件加工制造方法。
【学位授予单位】:北京邮电大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TM351

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【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 李瑞华;双转子平动式啮合电机设计与特性分析[D];北京邮电大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 柯文静;内置式永磁同步伺服电机的研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
2 杨国龙;双向交链横向磁通永磁同步电机的基础研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
3 李鹏;双向交链横向磁通圆筒型直线永磁同步电机的基础研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
4 张晓晨;永磁容错电机结构设计与仿真[D];大连海事大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前8条
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3 刘哲民;陈谢杰;陈丽香;王秀和;唐任远;;基于3D-FEM的新型横向磁通永磁电机的研究[J];电工技术学报;2006年05期
4 Pennander Lars-Olov,Jackalan;铁粉软磁复合材料开发及其在电机上的应用[J];金属功能材料;2002年03期
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6 唐任远;稀土永磁电机的关键技术与高性能电机开发[J];沈阳工业大学学报;2005年02期
7 毛征财;廖启征;魏世民;郭磊;;横向磁通永磁电动机研究进展[J];微特电机;2009年11期
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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3 刘哲民;陈谢杰;陈丽香;王秀和;唐任远;;基于3D-FEM的新型横向磁通永磁电机的研究[J];电工技术学报;2006年05期
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8 王骞;邹继斌;赵玫;;横向磁场永磁直线电机结构及电感参数分析[J];电机与控制学报;2010年11期
9 于明湖;张玉秋;卢琴芬;叶云岳;王立强;;动磁式横向磁通直线振荡电机建模分析[J];电机与控制学报;2011年02期
10 马瑞卿;刘卫国;;电机、传感器件与软件伺服控制技术[J];电气技术;2005年11期
中国重要会议论文全文数据库 前3条
1 诸涛;程继贵;李扬;黎彦希;;温压成形制备Fe-Si软磁材料的研究[A];2011年安徽省科协年会——机械工程分年会论文集[C];2011年
2 罗应立;张健;卢伟甫;付媛;;永磁电动机动态特性及抗退磁能力有限元分析与实验研究[A];2011中国电工技术学会学术年会论文集[C];2011年
3 雷向福;杨国伟;李春林;王步瑶;;5MW海上直驱永磁同步风力发电机组研制[A];中国农业机械工业协会风能设备分会2011年度论文集(上)[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
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2 冯垚径;永磁同步电动机设计关键技术与方法研究[D];华中科技大学;2012年
3 刘哲民;横向磁通永磁同步电机研究[D];沈阳工业大学;2006年
4 刘哲民;横向磁通永磁同步电机研究[D];沈阳工业大学;2006年
5 李军;两种电机用磁性复合材料的制备及其结构与性能[D];四川大学;2006年
6 吴茂刚;矢量控制永磁同步电动机交流伺服系统的研究[D];浙江大学;2006年
7 陶果;新型横向磁场永磁电力推进电动机的研究[D];清华大学;2007年
8 徐强;平动式啮合电机的结构设计与基本特性研究[D];北京邮电大学;2008年
9 田录林;永磁轴承和导轨磁力解析模型的研究[D];西安理工大学;2008年
10 王建宽;横向磁场永磁电机及其驱动系统研究[D];上海大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 付长江;直驱式风力发电机组传动系的动力学仿真分析与研究[D];新疆农业大学;2010年
2 宋媛;新型永磁动圈式直线电机的优化设计及性能分析[D];太原理工大学;2011年
3 刘光欣;环形永磁力矩电机迭代学习控制研究[D];沈阳工业大学;2011年
4 葛秀苇;环形力矩电机动态滑模控制研究[D];沈阳工业大学;2011年
5 贾海媛;热声系统新型混合磁路直线发电机优化设计[D];沈阳工业大学;2011年
6 杨射;立窑式水泥厂节能方法与供电网络损耗计算[D];华北电力大学(北京);2011年
7 马靖聪;基于滑模观测器的永磁同步电机抗饱和控制[D];大连海事大学;2011年
8 殷进省;调速永磁同步电动机的设计与优化[D];广东工业大学;2011年
9 王文博;直驱式外转子永磁同步风力发电机及计算机辅助设计[D];广东工业大学;2011年
10 李帅;横向磁场永磁直线电机位置伺服系统研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 孙曦庆,谢会开,刘理天,李志坚,钱佩信;一种硅基集成微晃动马达[J];半导体学报;1995年02期
2 徐强;廖启征;魏世民;黄昔光;;基于等效磁路法的平动式啮合电动机静态转矩求解[J];北京化工大学学报(自然科学版);2008年02期
3 李亚旭;横向磁通电动机拓扑结构初析[J];船电技术;2003年01期
4 吴琼;王宝燕;胡秀坤;肖小飞;;应用阻抗分析仪测量磁芯复数磁导率的不确定度分析[J];磁性材料及器件;2009年04期
5 夏长亮,史婷娜;超声波电机的研究进展与应用前景[J];电工电能新技术;2001年02期
6 郭吉丰,傅平;多自由度球形超声波电机的研究进展[J];电工电能新技术;2005年02期
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8 李永斌,袁琼,江建中;一种新型聚磁式横向磁场永磁电机研究[J];电工技术学报;2003年05期
9 赵国新;唐任远;陈丽香;兰斌;刘洋;;转子无铁心永磁电动机的研究与设计[J];电工技术学报;2006年03期
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中国博士学位论文全文数据库 前7条
1 郝振洋;六相永磁容错电机及其控制系统的设计和研究[D];南京航空航天大学;2010年
2 刘哲民;横向磁通永磁同步电机研究[D];沈阳工业大学;2006年
3 郑文鹏;基于标量磁位三维有限元法新型横向磁场电机设计与研究[D];上海大学;2006年
4 施进浩;新型横向磁场永磁电机设计与研究[D];上海大学;2006年
5 陶果;新型横向磁场永磁电力推进电动机的研究[D];清华大学;2007年
6 王建宽;横向磁场永磁电机及其驱动系统研究[D];上海大学;2008年
7 尹华杰;主轴永磁同步电机电磁结构及“弱磁”问题的研究[D];华中理工大学;1994年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘婷;永磁发电机优化仿真设计的研究[D];西南大学;2011年
2 余文涛;永磁容错电机最优转矩控制策略的研究[D];南京航空航天大学;2010年
3 张赫;集成绕组结构短行程直流平面电机的研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
4 陈匡非;平行轴永磁齿轮的特性研究[D];中国科学院研究生院(电工研究所);2003年
5 杨凯;动铁式直线振动电机的静态特性分析及动态仿真[D];太原理工大学;2004年
6 任娜;横向磁通永磁同步电动机的三维磁场计算与结构性能分析[D];天津大学;2004年
7 何东霞;风力发电用盘式永磁同步发电机的设计研究[D];湖南大学;2006年
8 陈谢杰;新型横向磁通永磁电机的研究[D];山东大学;2006年
9 王骞;横向磁场永磁直线电机及其驱动的研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
10 吴晓红;内置式永磁伺服电动机及其系统的研究[D];山东大学;2007年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 周利锋;廖启征;魏世民;宋原;;新型内平动齿轮减速器的设计[J];机械设计;2012年02期
2 吕新明;孙汉旭;贾庆轩;;啮合式磁阻电动机结构参数的优化设计[J];机械工程学报;2013年04期
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前7条
1 李亚旭;横向磁通电动机拓扑结构初析[J];船电技术;2003年01期
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4 刘哲民;陈谢杰;陈丽香;王秀和;唐任远;;基于3D-FEM的新型横向磁通永磁电机的研究[J];电工技术学报;2006年05期
5 胡淑华,郑宝财,唐任远;稀土永磁电机的发展趋势——大功率化、高功能化、微型化[J];电工技术杂志;1995年04期
6 Pennander Lars-Olov,Jackalan;铁粉软磁复合材料开发及其在电机上的应用[J];金属功能材料;2002年03期
7 李永斌,高瑾,江建中;一种提高横向磁场开关磁阻电机输出转矩的新方法[J];上海大学学报(自然科学版);2003年05期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 Krvel;R.Nilssen;A.Nysveen;赵东阳;;大型永磁同步电机在北欧国家的研究活动调查[J];电器工业;2009年05期
2 吴迪;辜承林;;新型横向磁通永磁电机三维磁路分析[J];中国电机工程学报;2010年33期
3 刘哲民;陈谢杰;陈丽香;王秀和;唐任远;;基于3D-FEM的新型横向磁通永磁电机的研究[J];电工技术学报;2006年05期
4 王淦绪;;稀土粘结磁体与永磁电机[J];微电机;1992年01期
5 林德芳;提高永磁电机性能新途径——磁钢工作点的确定(上)[J];家用电器科技;1998年03期
6 黄海;采用ANSYS软件进行永磁电机的磁场分析[J];船电技术;2001年02期
7 赵宇;柴建云;;横向磁场永磁电机性能研究[J];电机与控制应用;2006年07期
8 陈霞;邹继斌;胡建辉;;采用齿冠开槽法有效抑制永磁电机齿槽力矩[J];微特电机;2006年11期
9 ;我国研发,高效节能电机投入应用[J];资源节约与环保;2009年01期
10 白长发,张仕勇;永磁式同步电动机的旋转方向性问题[J];中小型电机;1995年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李春光;;永磁电机在油田大有作为[A];第十一届全国永磁电机学术交流会论文集[C];2011年
2 陶瑞民;;永磁电机电磁场的边界元方法[A];第十一届全国永磁电机学术交流会论文集[C];2011年
3 李节宝;井立兵;周晓燕;章跃进;;表贴式永磁电机直接解析计算法[A];第十六届中国小电机技术研讨会论文摘要集[C];2011年
4 张涛;倪伟;叶小婷;;基于电流最小的无轴承永磁电机转子质量不平衡补偿控制[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
5 王应海;张好明;丁慎平;;新型永磁同步电机的计算机辅助设计及实验研究[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
6 徐进;龙文枫;尹斌传;;VXI总线测试系统在永磁电机综合测试研究中的应用[A];第11届全国电气自动化电控系统学术年会论文集[C];2002年
7 武建平;胡虔生;;永磁电机内充磁夹具的分析[A];江苏省电工技术学会成立十周年庆典暨2004年学术年会论文集[C];2004年
8 唐任远;;稀土永磁电机的现状与发展[A];第十届中国小电机技术研讨会论文集[C];2005年
9 唐任远;;稀土永磁电机发展综述[A];电气技术发展综述[C];2004年
10 荣军;黄海;;电机/螺旋桨集成推进器[A];湖北省电工技术学会、武汉电工技术学会2008年学术年会暨理事会换届大会论文集[C];2008年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 殷曾宏;“新时速”兆瓦级风电永磁电机项目开工[N];运城日报;2010年
2 记者 齐作权 通讯员 申军平;国内永磁电机工程技术研究室落户永济[N];山西日报;2006年
3 申军平;永济电机将出口大型永磁电机[N];中国冶金报;2008年
4 高勇;北京将重点发展集成电路和高档永磁电机[N];中国有色金属报;2004年
5 本报记者 袁天志;贵州林泉“牵手”大庆华谊[N];贵州日报;2008年
6 申军平;永济电机厂加快永磁电机研发[N];中国冶金报;2006年
7 记者 王志田;高效钕铁永磁电机通过验收[N];中国石油报;2006年
8 冯飞;广西将开发大功率永磁电机[N];中国经济时报;2007年
9 记者 王敏 邵启明;南钢高压大功率永磁电机节能新技术通过鉴定[N];中国冶金报;2008年
10 申军平;首台赴韩永磁风力发电机完成总装[N];中国工业报;2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘哲民;横向磁通永磁同步电机研究[D];沈阳工业大学;2006年
2 刘哲民;横向磁通永磁同步电机研究[D];沈阳工业大学;2006年
3 涂小涛;直驱式电动汽车用新型横向磁通永磁电机控制应用研究[D];华中科技大学;2012年
4 张冉;表面式永磁电机电磁激振力波及其抑制措施研究[D];山东大学;2011年
5 邢军强;高速永磁电机转子损耗及通风散热研究[D];沈阳工业大学;2011年
6 陈进华;异向旋转双转子永磁电机研究[D];沈阳工业大学;2012年
7 孔晓光;高速永磁电机定子损耗和温升研究[D];沈阳工业大学;2011年
8 杜世勤;新型磁齿轮复合电机的设计研究[D];上海大学;2010年
9 廖启新;无轴承薄片电机基础研究[D];南京航空航天大学;2009年
10 黎海文;微型无轴承永磁同步电机的原理与实验研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 毛征财;新型横向磁通永磁电机研究[D];北京邮电大学;2010年
2 张军;横向磁通永磁电机涡流场及温度场计算分析[D];沈阳工业大学;2011年
3 李炳楠;横向磁通永磁同步电动机设计与研究[D];沈阳工业大学;2009年
4 任娜;横向磁通永磁同步电动机的三维磁场计算与结构性能分析[D];天津大学;2004年
5 刘宇;永磁外转子爪极调速电机设计方法研究与样机研制[D];沈阳工业大学;2010年
6 丁强;交替极无轴承永磁电机控制系统研究[D];南京航空航天大学;2010年
7 张二伟;低速大转矩横向磁通永磁同步电机控制系统的研究[D];沈阳工业大学;2012年
8 杨国龙;双向交链横向磁通永磁同步电机的基础研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
9 李鹏;双向交链横向磁通圆筒型直线永磁同步电机的基础研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
10 王兴佳;高速永磁无刷直流电动机设计与分析[D];沈阳工业大学;2011年
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