垂直运输系统永磁直线同步电机优化设计

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1、分类号：单位代码：密级：学号：士学位论文中文论文题目：垂直运输系统永磁直线同步电机优化设计英文论文题目：申请人姓名：黄立人指导教师：卢琴芬专业名称：电机与电器研宄方向：永磁直线同步电机所在学院：电气工程学院论文提交日期垂直运输系统永磁直线同步电机优化设计指导教麵签名：论文评阅人杨仕友教授浙江大学评阅人邱建琪副教授浙江大学评阅人蔡廷锡副教授上海大学评阅人评阅人答辩委员会主席：叶云岳教授浙江大学委员蔡廷锡副教授上海大学委员卢琴芬教授浙江大学委员方攸同教授浙江大学委员黄晓艳副教授浙江大学委员答辩日期：Op

2、timaldesignofPermanetMagnetSynchronousmotorforVerticaltransportationsystemAuthor'ssignature:um.Supervisor'ssignature:^ExternalReviewers:YangShivouZhetiangUniversityOiuJianqiZheiiangUniversityCaiTingxiShanghaiUniversityIW——：浙江大学研究生学位论文独创性声明本人声明所虽交的学位论文是

3、本人在导师指导下进行的研宄工作及取得的研究成果》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己经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得浙江大学或其他教育机构的学位或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谢意。学位论文作者签名签字曰期：年月方日、学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解浙江大学有权保留并向国家有关部门或机构送交本论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权浙江大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检

4、索和传播可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。保密的学位论文在解密后适用本授权书）学位论文作者签名：导师签名：签字曰期：年月曰签字曰期年彡月“日本论文受到以下项目的资助：国家自然科学基金项目（摘要当前，垂直运输系统已经被广泛应用于生产生活中。相较于传统垂直运输系统，由直线电机驱动的运输系统由于其空间利用率高，速度快，效率高以及提升高度无限制等优势，受到学者的广泛关注与研究。而永磁直线同步电机由于其较高推力密度与优良的驱动控制性能，成为最适合应用于垂直运输系统中的直线电机。本文针对垂直

5、运输系统推力波动大的缺点，从电机结构优化设计角度对其进行了深入研究。首先，基于磁化强度法、能量法以及许克变换法，建立了表贴式电磁推力与定位力波动的解析计算模型，分析了推力波动产生的原因与变化规律，为进一步电机结构优化提供了参考。随后，针对特定的垂直运输系统使用条件，详细阐述了一台初始参数的设计方法，同时，在总结现有优化设计方法的基础上，给出了适用于垂直运输系统中的优化方法，使得优化后的电机推力波动大大减小，满足了系统的使用要求。此外，本文还通过有限元计算分析了两种不同绕组形式的在垂直运输系统中使用时

6、驱动性能与制动性能的差异，发现相较于双层叠绕组结构，集中式绕组结构电机具有更好的驱动性能，但拥有制动力不足的缺点。考虑到实际系统中拥有机械抱闸装置，故集中式绕组为垂直运输系统的优先选择。最后，针对垂直运输系统电机安装维护困难、制造成本高的缺点，本文提出了一种新型的绕组分段式结构，该结构实现了电机的模块化生产与安装，提高了驱动性能与散热性能。通过样机制造与测试，验证了该模块化结构的正确性与可行性。关键词：直线电机垂直运输系统永磁直线同步电机推力波动绕组结构模块化AbstractThesedays，，，

7、，，，，，，，，目录摘要第一章绪论研究背景与意义直线电机垂直运输系统分类垂直运输系统垂直运输系统垂直运输系统直线电机垂直运输系统国内外研究现状国外研究现状国内研究现状研究目标与关键问题推力波动优化研究现状本文主要工作第二章运行原理与电磁场解析分析运行原理气隙磁场与电磁推力解析分析定位力解析分析边端效应与齿槽效应解析分析边端效应解析分析齿槽效应解析分析本章小结第三章垂直运输系统参数设计与推力波动优化参数设计系统设计要求与结构电机初步参数设计电机性能有限元计算3.2PMLSM推力波动优化端部齿宽度优化槽

8、口宽度优化铁芯长度优化永磁体宽度优化优化结果极槽配合分析本章小结第四章垂直运输系统绕组形式选择绕组分类与特点双层叠绕组单层集中式绕组不同绕组形式性能比较分析反电势分析推力波动分析气隙安装误差分析制动性能分析本章小结第五章垂直运输系统模块化技术研究模块化技术结构与原理绕组分段式推力解析分析绕组分段式性能分析电感分析反电势分析定位力与法向力分析驱动力分析绕组分段式极槽配合选择绕组分段式段间间距选择5.6绕组分段式热性能分析绕组分段式样机实验验证本章小结第六章全文总结与展望