异步起动永磁同步电机设计与特性研究

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1、异步起动永磁同步全日制硕士学位论文电机设计与特性异步起动永磁同步电机设计与特性研究研究申请人姓名：张赞张指导教师：汪旭东教授赞学位类别：工学硕士专业名称：电机与电器研究方向：特种电机及控制河南理工大学电气工程与自动化学院二○一二年四月河南理工大学万方数据万方数据中图分类号：TM351密级：公开UDC：621.3单位代码：10460异步起动永磁同步电机设计与特性研究Designandanalysisoffeaturesonline-startpermanentmagnetsynchronousmotor申请人姓名张赞学位类别工学硕士专业名称电机与电器研究方向

2、特种电机及控制导师汪旭东职称教授提交日期2012-4答辩日期2012-6河南理工大学万方数据万方数据河南理工大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，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。论文中除了特别加以标注和致谢的地方外，不包含任何其他个人或集体已经公开发表或撰写过的研究成果。其他同志对本研究的启发和所做的贡献均已在论文中作了明确的声明并表示了谢意。本人愿意承担因本学位论文引发的一切相关责任。学位论文作者签名:年月日河南理工大学学位论文使用授权声明本学位论文作者及导师完全了解河南理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有

3、权保留和向有关部门、机构或单位送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，允许将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播，允许采用任何方式公布论文内容，并可以采用影印、缩印、扫描或其他手段保存、汇编、出版本学位论文。保密的学位论文在解密后适用本授权。学位论文作者签名：导师签名：年月日年月日万方数据万方数据致谢首先感谢我的导师汪旭东教授，从论文选题到研究资料获得再到具体的研究工作的安排乃至整篇学位论文的截稿，汪旭东老师都给予了我精心的指导和有力的支持。特别是在和汪旭东老师进行专业知识的讨论之后，总能使我的研究思路更加清晰，研究工作更加顺利。

4、另外，老师严谨的治学和工作作风、乐观的人生态度、豁达的胸襟给了我很深的印象。在此谨向汪老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。感谢许孝卓老师，封海潮老师，司纪凯老师，朱军老师，感谢他们对我的指导，支持与鼓舞。尤其是论文中的仿真与分析方法离不开许老师的细心指导，与这位良师益友一道工作，让我体会到了科研工作中的“累并快乐着”。感谢实验室的师兄、师弟、师妹和同学们给予我生活和学习中的关心和帮助，能和他们在一起生活、学习，我感到非常高兴。特别感谢崔英华同学，在论文的撰写过程中得到了她的大力帮助，感谢她对本人论文格式及错别字的校对。另外，在和她的学术讨论中，我也得到了许多有

5、益的启发。感谢我的父母、亲人，是你们在背后一直默默的关心和支持着我，你们的无私奉献和支持是我坚持不懈的动力。最后，感谢所有帮助和支持过我的老师和朋友，谢谢！万方数据万方数据摘要异步起动永磁同步电动机(Line-startPermanentMagnetSynchronousMotor,LSPMSM)是转子具有阻尼绕组的永磁同步电动机。同时具有异步电动机的自起动能力和永磁同步电动机大转矩、高力能指标的特性，使它成为近年来研究的热点。传统的LSPMSM转子磁钢安放一般采用弧形表贴式或矩形直插式，这两种方式各有优缺点：弧形表贴式能够提供良好的气隙磁场，但牺牲了电机

6、的起动能力；矩形直插式拥有良好的起动能力，但电磁特性不如表贴式。本文结合以上两者优点，采用一种使电机既拥有良好的起动能力，又具备较好的电磁特性的新型磁瓦安放方式，即弧形直插式，并使用隔磁磁桥与空气槽相结合的新型隔磁技术，设计出一台满足生产需要的高效弧形直插式异步起动永磁同步电动机(ArcstraightinsertedLSPMSM,AI-LSPMSM)。首先，分别介绍了弧形直插式磁瓦和新型隔磁机构与原来结构的不同；基于各项指标参数，设计一台使用新结构的225M-822kW电机，经解析法计算得到该电机的各项电磁参数，并且分析了电机的工作特性及起动特性。其次，

7、在磁路设计的基础上对电机的关键尺寸进行局部优化，其中包括气隙长度、永磁体位置、转子槽深和隔磁磁桥尺寸，得到随不同参数变化时电机性能曲线，对比不同结构下的各项性能后确定了最优参数。然后，根据电机电压方程和运动方程分析电机的起动过程和稳态运行特性，发现该新结构电机起动迅速，稳态运行电流小；经过对电机稳态运行4小时之后热场计算，验证了采用新结构的电机长期运转时的温升可保持在正常范围内。最后，根据最终优化方案制作一台225M-822kW样机，并将样机测试结果与设计结果作对比，测试结果符合预期设计，验证了采用新结构的电机具有良好的性能指标，可以大规模的推广应用。关键

8、词：弧形直插式磁瓦；永磁同步电动机；磁路设计；优化；力能指标；温度