8kW永磁同步电动机结构与设计的研究 毕业设计论文

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1、 毕毕 业业 论论 文文题 目: 8kW 永磁同步电动机结构与设计的研究 院: 电 气 信 息 学 院 专业: 电气工程及其自化 班级 电气 0708 学号 38 学生姓名: 导师姓名: 完成日期: 2011 年 6 月 10 日 毕毕 业业 设设 计计题 目: 8kW 永磁同步电动机结构与设计的研究 院: 电 气 信 息 学 院 专业:电气工程及其自化 班级:电气 0708 学号: 38 学生姓名: 王 文 华 导师姓名: 彭 晓 完成日期: 2011.06.10 诚 信 声 明本人声明:1、本人所呈交的毕业设计(论文)是在老师指导下进行的研究工作及取得的研究成果;2、据查证,除了文中特别加

2、以标注和致谢的地方外,毕业设计(论文)中不包含其他人已经公开发表过的研究成果,也不包含为获得其他教育机构的学位而使用过的材料;3、我承诺,本人提交的毕业设计(论文)中的所有内容均真实、可信。作者签名: 日期: 年 月 日毕毕业业设设计计任任务务书书设计(论文)题目: 8kW 永磁同步电动机结构与设计的研究 姓名 王 文 华 系别 电气信息学院 专业 电气工程及其自动化 班级 电气 0708 学号 38 指导老师 彭 晓 教研室主任 谢卫才 一、基本任务及要求:一、基本任务及要求:三相交流永磁同步电动机在工业领域有广泛的用途。通过毕业设计要求学生熟悉及掌握该技术领域的相关知识,为学生今后的工作打

3、下良好的基础。设计的主要内容如下:1. 分析各类永磁同步电动机特点及基本原理;2. 熟悉永磁同步电动机设计、系统分析;3. 基本掌握永磁同步电动机工作原理、结构及应用;4. 完成 8kW 异步起动永磁同步电动机的电磁设计及其方案分析。二、进度安排及完成时间:二、进度安排及完成时间:13 月 5 日至 3 月 17 日:查阅资料;撰写文献综述和开题报告;确定总体方案。 23 月 18 日 至 3 月 22 日:毕业实习、撰写实习报告。 33 月 23 日 至 5 月 22 日:毕业设计。 (1).3 月 23 日-4 月 9 日 完成分析永磁同步电动机设计基本原理分析。 (2).4 月 10 日

4、-4 月 22 日 完成变永磁同步电动机设计的实现、系统分析 。 (3).4 月 23 日-5 月 12 日 完成变频调速同步电动机的电磁设计。 (4).5 月 13 日-5 月 22 日 完成变频调速同步电动机电磁设计妨按分析。 45 月 23 日至 6 月 4 日:撰写毕业设计论文。 56 月 4 日至 6 月 6 日:指导老师评阅、电子文档上传 FTP。 66 月 7 日至 6 月 10 日:毕业设计答辩。 76 月 11 日至 6 月 12 日:毕业设计成绩评定。 86 月 13 日至 6 月 21 日:毕业设计资料归档。 目录目录永磁同步电动机结构与设计的研究.IPermanent

5、Magnet Synchronous-Motors structure and design .II第 1 章 绪 论11.1 永磁同步电机的发展概况.11.1.1 永磁电机在国内的发展情况11.1.2 永磁同步电机在国外的发展概况21.2 永磁同步电机的主要特征和应用21.3 永磁电机的研究方向和发展前景.3第 2 章 永磁材料的性能和选用42.1 永磁材料磁性能的主要参数.42.1.1 退磁曲线.42.1.2 回复曲线52.1.3 内禀退磁曲线62.1.4 稳定性72.2 铝镍钴永磁材料92.3 铁氧体永磁材料102.4 稀土永磁材料.102.4.1 稀土钴永磁材料.112.4.2 钕铁硼

6、永磁材料.112.5 粘结永磁材料122.6 永磁材料的选择和应用注意事项132.6.1 永磁材料的选择132.6.2 永磁材料的应用注意事项13第 3 章 永磁同步电动机的基本理论153.1 永磁同步电动机的结构.153.1.1 永磁同步电机转子磁路结构153.2 永磁同步电动机的稳态性能.193.2.1 稳态运行时相量图193.2.2 稳态运行时的性能分析213.3 永磁同步电动机参数分析.243.3.1 磁路计算特点243.3.2 磁路计算中的主要参数243. 4 异步启起动永磁同步电动机的起动过程.263.4.1 起动过程中的平均转矩.263.4.2 起动过程中的定子电流.283.4.

7、3 牵入同步机理28第 4 章 8kW 永磁同步电动机电磁计算算例.304.1 额定数据和技术要求.304.2 主要尺寸.304.3 永磁体计算.314.4 定转子冲片设计.324.5 绕组计算.344.6 磁路计算.364.7 参数计算.384.9 工作特性计算.424.10 起动性能计算.46第 5 章 8kW 永磁同步电动机电磁方案分析.505.1 永磁材料的选择505.2 定子设计.505.2.1 主要尺寸分析及气隙长度的选择505.2.2 定、转子槽数配合的选择515.2.3 电枢绕组设计.515.3 转子设计.525.3.1 转子结构设计.525.4 磁路计算方案分析.53全 文

8、总 结55参参 考考 文文 献献56致 谢57附 1 图 A 永磁同步电动机的总体结构图58附 2 图 B 永磁同步电动机定转子冲片图 58湖南工程学院(论文)I永磁同步电动机结构与设计的研究摘摘 要:要:磁场是实现机电能量转换的必不可少的媒体,采用永久磁铁产生磁场的同步电动机简称永磁电动机或 PM 电动机。由于磁场是由永久磁铁产生,故不需要滑环和励磁装置。永磁同步电动机作为一种新型电动机,与电励磁电机相比,它具有结构简单,无励磁线圈、滑环、换向器、电刷等,具有功率因数高、效率高、转子转动惯量小、运行可靠等优点。本文简要介绍了永磁同步电机的基本特点、工作原理、结构及应用,并以稀土永磁同步电机为

9、研究对象,具体对一台异步起动的稀土永磁高效同步电机进行电磁设计及其方案分析,该课题整个设计过程主要包括:电机动稳态特性分析与计算、磁路分析与计算、对三相异步起动永磁同步电机的电磁结构进行了相关设计,其中这一过程又包括:定子转子结构设计、气隙磁场的分布、永磁体尺寸设计与分析、磁极结构设计与分析等。由于交流永磁同步电动机具有体积小、重量轻、高效节能等一系列优点,而且随着新永磁材料的发现与应用,特别是高性能稀土永磁材料的问世,以及电力电子技术和计算机技术的迅猛发展和不断完善,其控制技术日趋成熟,甚至控制器已产品化,可以预见,在调速驱动的场合,永磁同步电动机的应用前景非常乐观。关键词:关键词: 稀土永

10、磁材料 永磁同步电机 异步起动 电磁设计湖南工程学院(论文)IIPermanent Magnet Synchronous-Motors structure and designAbstract:Magnetic field is the indispensable media for electromechanical energy conversion, synchronous motor which using permanent magnet to produce magnetic is short for Permanent Magnet synchronous motor or PM

11、 motor. Because of the magnetic field is produced by permanent magnet, it doesnt need sliping and magnetic excitation device. As a new kind of motor, in comparison with electricity excitation motor, it with the advantage of simple structure, no excitation coil、no sliping、no commutator,、no brush、high

12、 power factor、high efficiency、low inertia of rotor、reliable running ,etc.This paper introduced Permanent Magnet Synchronous Motor(PMSM)s basic characteristics、working principle、structure and application briefly,and take rare earth Permanent Magnet Synchronous Motor as the research object. Specifical

13、ly,this article is carried on around electromagnetic design and scheme analysis of a Line-Start Permanent Magnet Synchronous Motor(LSPMSM) . The whole design process mainly include: motors steady-state analysis and calculation;magnetic circuit analysis and calculation;electromagnetic structure design for three-phase LSPMSM which including stator rotor structure design;air-gap magnetic field distribution;analysis and design of permanent magnet size; structure design and analysis of magnet pole,etc.Since ACPMSM have a series of advantages like the as small vol

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