基于涡流传动的电机调速器设计与实验研究

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1、中文图书分类号：TH133.4密级：公开UDC：621学校代码：10005硕士学位论文MASTERALDISSERTATION论文题目：基于涡流传动的电机调速器设计与实验研究论文作者：梅欣鑫学科：机械工程指导教师：李德胜教授论文提交日期：2017年4月UDC：621学校代码：10005中文图书分类号：TH133.4学号：S201401097密级：公开北京工业大学工学硕士学位论文题目：基于涡流传动的电机调速器设计与实验研究英文题目：DESIGNANDEXPERIMENTALSTUDYOFGOVER

2、NORFORMOTORBASEDONEDDYCURRENTDRIVEPRINCIPLE论文作者：梅欣鑫学科专业：机械工程研究方向：机械及微机电系统结构设计申请学位：工学硕士指导教师：李德胜教授所在单位：机械工程与应用电子技术学院答辩日期：2017年5月授予学位单位：北京工业大学独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京工业大学或其它教育机构的学位或

3、证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：梅欣鑫日期：2017年6月5日关于论文使用授权的说明本人完全了解北京工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。（保密的论文在解密后应遵守此规定）签名：梅欣鑫日期：2017年6月5日导师签名：李德胜日期：2017年6月5日摘要摘要随着经济的高速发展，高能耗问题成为制约

4、我国经济发展的瓶颈，环境保护与节能减排已提升到国家战略的高度。涡流式电机调速器是一种基于涡流传动原理的新型调速装置，具有节能环保、无接触传动和减震等特性，还可实现电机软启动、过载保护和在线调节负载转速转矩的功能。目前主流的涡流调速器为永磁涡流调速器，其在结构上分为盘式和筒式两种，本文以涡流调速器为主要研究对象，以电磁能量转换和传递为核心，以传动力矩建模为基础，系统研究调速器电磁场、温度场建模以及动态调速节能技术等问题。论文主要研究内容如下：第一章，总结了电机调速技术的相关背景及意义，分析了现有的

5、电机调速技术存在的问题与不足，对此论述了基于涡流传动的电机调速器的优势，介绍了其相关国内外研究现状并探讨了涡流调速器的功率和传动力矩之间的关系。第二章，介绍了永磁涡流调速器的结构和工作原理，提出一种高可靠性、结构简单、易于控制的新型自励式涡流调速器结构，将两者的调速机理进行了对比，论述了自励式涡流调速器结构在速度调节上的优势。第三章，采用等效磁路法分析了永磁涡流调速器和自励式涡流调速器的磁路，采用数值模拟法对两种调速器进行了电磁场分析，着重介绍了自励式涡流调速器发电系统的设计方法，并对发电系统进

6、行了有限元仿真分析，研究了自励式涡流调速器传动系统与发电系统的电磁匹配特性。第四章，基于对盘式永磁涡流调速器涡流损耗分析的基础上，结合相关的经验公式推出了盘式永磁涡流调速器各部件的散热系数和导热系数。利用ANSYS软件模拟分析了调速器正常运行时的稳态温升，并给出了各部件温度分布规律。第五章，对盘式永磁涡流调速器进行台架试验，通过测试传动力矩与转速差、气隙长度和温度之间的关系，研究了样机的传动特性和温升特性，并将仿真数据与试验数据进行了对比，结果表明仿真数据与试验数据吻合较好。关键词：涡流调速器；

7、永磁；自励式发电；传动力矩；调速特性-I-AbstractAbstractWiththerapideconomicdevelopment,highconsumptionofenergyhashinderedtheeconomicdevelopmentinChina.Environmentalprotectionandenergy-savinghasbecomethenationalstrategy.Theeddycurrentgovernorformotorwithcharacteristics

8、ofenergy-savingandenvironmentalprotection,non-touchtransmissionandshockabsorbingisanewtypespeedregulationdevicebasedoneddycurrentdriveprinciple,itcanrealizesoftstart,overloadprotectionofmotorsandadjusttotheloadspeedandtorqueonline.Themainstreamgovern