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盘式电机的变频器研究

王峰  
【摘要】:1821年,法拉弟发明了世界上第一台盘式异步电动机。因为它的绕组沿着盘状电枢铁心在径向放置,所以会产生沿轴向的气隙磁通,轴向磁场电机也因此得名。但在当时此种电机的定转子铁心的制造又十分的困难,并且会造成齿槽宽度分布的不均;还有就是在运行时定转子之间会产生很大的轴向电磁吸力,使轴承的效率降低,负荷增大,寿命缩短,并且机械损耗也增加。所以在柱式异步电机出现以后,盘式电机就受到了冷落。一百多年来,柱式电机一直具有很明显的优势。但是径向磁场电机也存在一些固有缺点,比如齿根处有狭窄的“瓶颈效应”,转子铁心利用率不高,转子的散热条件也不好等问题,就要求从外形上加以改进,从而促进电机的进步。特别是在铁心材料的利用上面,柱式电机仅仅能达到70%-75%,而盘式电机就可以达95%以上。于是盘式电机就再度受到了重视。随着人民生活水平的提高和现代工业的发展,对电气器具及电机提出了薄型化及小型化的要求。结构扁平的特点使得盘式电机近年来又迅速的发展起来,并且有广泛应用的趋势。特别是在计算机的定转子铁心自动冲卷机的问世后,盘式电机制造的关键工艺装备问题得到了解决,使其多种结构设计及批量生产成为了可能,因而也同时促进了盘式电机的推广和应用。 本文通过对盘式电机进行分析,建立了盘式电机的T型等效电路和在不同坐标系下的数学模型,并在Simulink中使用两种不同的方法对盘式电机进行仿真分析,得到了较为理想的结果。 在硬件方而首先设计了逆变器的驱动电路板,控制电路应用三星的TE2440-Ⅱ,整个硬件系统运行可靠。并且给出了各种重要元器件的参数计算。在软件设计方面首先选择了SPWM的设计方法,然后给出了ARM的控制程序。


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