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1、毕业设计论文永磁同步发电机的设计及磁场有限元分析湖南工程学院应用技术学院毕业设计(论文)诚 信 承 诺 书本人慎重承诺和声明：所撰写的永磁同步发电机的设计及磁场有限元分析是在指导老师的指导下自主完成，文中所有引文或引用数据、图表均已注解说明来源，本人愿意为由此引起的后果承担责任。设计(论文)的研究成果归属学校所有。 学生(签名) 年 月 日 湖南工程学院应用技术学院毕业设计（论文）任务书 题目： 永磁同步发电机的设计及磁场有限元分析 姓名 * 系* 专业电气工程及其自动化 班级 * 学号 *指导老师 * 职称 * 教研室主任 * 一、 基本任务及要求： 1、基本数据：1） 额定功率：PN =7
2、.5KW 2） 连接方式：Y 3） 额定电压：UN =400V 4） 额定转速：nN =1500rmin 5） 相数： m=3 6） 功率因数：cos=0.9 7） 效率： = 0.94 8） 冷却方式：空气冷却 2、本毕业设计课题主要完成以下设计内容： （1）按所给定技术要求完成永磁同步发电机的电磁设计方案； （2）用ANSOFT或ANSYS有限元法对发电机磁场进行仿真研究； （3）说明书编制。 二、 进度安排及完成时间： 2月27 日 3月 10日：查阅资料、撰写文献综述、撰写开题报告 3月11 日 3月 23日：毕业实习、撰写实习报告3月24 日 4月 25日：毕业设计（电磁设计） 4月
3、 26日 5月 20日：毕业设计（磁场有限元分析） 5月下旬：毕业设计中期抽查 5月21 日6月1日：撰写毕业设计说明书（论文） 6月2 日6月9日：修改、装订毕业设计说明书（论文），并将电子文档上传FTP6月10 日6月12日：毕业设计答辩 湖南工程学院毕业设计论文前 言 随着现代工业的高速发展，能源的需求量也日益增加。电能作为现代工业中最重要的二次能源，也发挥着越来越重要的作用。而电机作为电能的生产者和主要的消费者，它的需求量在工业制造中占有很大的比例。电机是以磁场为媒介进行机械能和电能相互转换的电磁装置。为了在电机内建立进行机电能量转换所必需的气隙磁场，可以有两种方法：一种是在电机绕组内
4、通以电流来产生磁场，例如普通的直流电机和同步电机，这种电励磁的电机既需要有专门的绕组和相应的装置，又需要不断供给能量以维持电流流动；另一种是由永磁体来产生磁场。由于永磁材料的固有特性，它经过预先磁化（充磁）以后，不再需要外加能量就能在其周围空间建立磁场，这就是既可简化结构，又可以节约能量的永磁电机。永磁同步发电机的应用领域广阔，功率大的如航空、航天用主发电机、大型火电机组用副励磁机，功率小的如汽车、拖拉机用发电机、风力发电机、小型水力发电机、小型内燃发电机组等都广泛采用各种类型的永磁同步发电机。永磁电机的发展依赖于永磁材料等相关电机材料，从最初的永磁电机的诞生到近年来各种高性能永磁电机的出现，
5、这正是永磁电机随着永磁材料的更新换代的过程。永磁电机的应用从最初的单一领域而发展到如今的国防、工农业生产和人们日常生活等更为广泛的应用领域；同时也随着各种现代化技术的日益成熟向着大功率化、微型化、多样化、高性能化等方向不断发展。我国稀土资源丰富，“稀土不稀”，稀土矿的储藏量为世界其他各国总和的四倍左右，号称“稀土王国”。我国稀土矿石和稀土永磁的产量都居世界前列，因此充分发挥我国稀土资源丰富的优势，大力研究和推广应用以稀土永磁电机为代表的各种永磁电机，对实现我国社会主义现代化具有重要的理论意义和实用价值。目 录摘 要IAbstractII第1章 绪 论11.1永磁材料发展概况11.2 永磁同步发
6、电机显著优点11.3 永磁同步发电机的发展方向和前景2第2章 永磁同步发电机结构和原理32.1永磁同步发电机结构32.1.1 转子结构32.1.2 定子结构32.2永磁同步发电机原理及特性42.2.1 工作原理42.2.2 运行特性42.3 永磁同步发电机的设计特点62.3.1 永磁材料和转子结构的选择62.3.2 固有电压调整率和降低措施6第3章 设计方案83.1转子设计83.1.1永磁材料的选择83.1.2转子磁路结构83.2定子设计93.2.1定子铁心93.2.2定子绕组形式10第4章 电磁设计程序114.1额定数据：114.2永磁材料的参数尺寸确定114.3 转子结构尺寸:134.4
7、定子绕组和定子冲片尺寸134.5 磁路计算164.6 电压调整率和短路电路计算224.7 损耗和效率计算23第5章 磁场有限元分析255.1 有限元分析法和Ansoft软件介绍255.2电机的电磁仿真及设计优化255.2.1采用RMxprt进行路的方法计算255.2.2 Maxwell2D 动态仿真和相关参数设置365.2.3 动态性能曲线及分析375.2.4 结论40结束语42参考文献43致 谢44附 录永磁同步发电机的设计及磁场有限元分析永磁同步发电机的设计及磁场有限元分析摘 要：随着永磁材料性能的不断提高和完善，特别是钕铁硼永磁材料的热稳定性和耐腐蚀性的改善和价格的逐步降低以及电力电子器
8、件的进一步发展，永磁电机以其优越的性能和结构在现代航空航天.国防.工农业生产和日常生活各个领域得到了广泛的应用。永磁电机采用永磁体励磁，电机内部的电磁场分布较为复杂，采用传统的等效磁路方法分析会带来较大的误差，为保证计算的准确，一般采用有限元法对电机内部电磁场进行数值计算。本课题主要是针对永磁同步发电机的主要尺寸，转子永磁体结构，定子绕组形式，定子冲片和槽数槽型尺寸以及电磁场的仿真研究，主要做一下工作：首先介绍永磁发电机的基本原理、特性、设计特点以及永磁材料的特性和选择；其次运用传统电机设计方法对电机的主要尺寸、转子结构、定子绕组形式以及相关参数进行设计和计算；最后基于Ansoft磁场仿真软件
9、对所设计的电机的性能指标进行计算、优化设计和建立二维仿真模型进行二维瞬态分析关键词：永磁同步发电机 电磁设计 磁场有限元分析- I-Design and finite element analysis of magnetic field of Permanent magnet synchronous generator Abstract: In recent years，continues increase and improve the performance of permanent magnetic materials, particularly neodymium-Iron-Boron
10、 permanent magnetic materials and improvement of corrosion resistance and thermal stability of prices and gradually reduced, as well as the further development of power electronic devices, permanent magnet motor with superior performance and structure in modern aerospace. Defense. industrial and agr
11、icultural production and has been widely used in all areas of daily life. Permanent magnet motor with permanent magnet excitation, complexity of the electro-magnetic field distribution inside the motor, using the traditional method of equivalent magnetic circuit analysis will lead to large errors, f
12、or the calculation of accurate, within General Motors using finite element method for numerical calculation of magnetic field. This topic is intended for permanent magnet synchronous generator of main dimensions, rotor of permanent magnet structure, form of stator windings, number of stator laminations and Groove dimensions and the simulation of electro-magnetic fields, mainly: the first describes the basic principles, characteristics of permanent magnet generator, design features and characteristics and selection of permanent magnet materials; Second using tr
