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低速直驱永磁同步电动机的研究

王本礼  
【摘要】: 在工农业生产和自动控制方面,经常要用到低速驱动,以前一般采用电动机加减速器或永磁感应子式电动机来实现,但是他们存在着很多缺点和不足。随着分数槽绕组结构的提出,分数槽永磁同步电机在低速驱动领域的应用越来越广泛。本文将对这种特殊结构的电机进行详细的介绍和分析。 分数槽绕组和整数槽绕组是电机绕组的两种重要形式。本文首先从电机结构和绕组电感两个方面对分数槽绕组电机和整数槽绕组电机进行比较,以加深对分数槽绕组结构的理解。分数槽绕组也存在对称性问题,即并不是所有的分数槽绕组都是各相对称的,接下来本文给出了分数槽绕组的对称条件,为分数槽绕组电机的设计提供依据。在分数槽电机中,节距y=1的分数槽绕组是一种非常重要的绕组,是中小型永磁电机和永磁交流伺服电机使用最多的的分数槽绕组,本文将对这种绕组形式进行详细介绍,为了便于以后分析和应用,还将给出这类电机常用的极槽配合和绕组的各种参数。整数槽电机60°相带绕组的排列比较简单,分数槽电机则显的比较复杂,本文将具体介绍两种绕组排列方法来解决这一问题。 在分数槽电机中,除了含有奇数次谐波外,还存在大量的偶数次和分数次谐波,本文将给出具体的确定分数槽谐波成分的公式,并给出相应的绕组系数表达式。齿槽转矩是高性能永磁电机设计中必须考虑和解决的关键问题,本文将对齿槽转矩进行解析分析,然后介绍几种削弱齿槽转矩的方法。 Ansoft软件是永磁电机设计分析常用的软件之一,本文将利用该软件中的Rmxprt软件进行电机的电磁设计,得到样机的稳态参数和性能,设计计算完成后,生成二维模型,在Maxwell软件中对模型进行静态和动态分析,得到电机的磁场分布情况和各种特性曲线,以验证电机设计的合理性。最后制作了一台样机,并对其进行了负载实验,以验证其性能。


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