单层气隙永磁复合电机设计机理及运行特性研究

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1、分类号：ＴＨ１３２学校代号：１０１５０ＵＤＣ：：１１：２０５２５７密级学号义盖交４乂＃硕士学位论文单层气隙永磁复合电机设计机理及运行特性研究Ｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｄｅｓｉｎｍｅｃｈａｎｉｓｍａｎｄｏｅｒａｔｉｏｎｇｐｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｓｉｎｌｅｌａｅｒａｉｒａｅｒｍａｎｅｎｔｇｙｇｐｐｍａｎｅｔｃｏｍｏｓｉｔｅｍｏｔｏｒｇｐ学生姓名：万宗伟导师及职称：葛研军教授学科门类：ｘｆ专业名称：机械工程研究方向：机电传动控制申请学位级别：硕士学位

2、论文答辩日期：２０１８年月日学位授予单位：大连交通大学ｍ＊大连交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解大连交通大学有关保护知识产权及保留？、使用学位论文的规定，即．研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属大连交通大学，本人保证毕业离校后，发表或使用论文工作成果时署名单位仍然为大连交通大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件及其电子文档，允许论文被查阅和借阅。本人授权大连交通大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入学校有关数据库和收录到《中国博士学位论文全文数据库》、《中国优秀硕士

3、学位论文全文数据库》进行信息服务，也可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存或汇编本学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）学位论文作者签名：方系半导师签名：ＷＩ？《日期７１６２０：２（３年月日日期：年月加曰４？，＊大连交通大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本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及参考文献的地方外，论文中不包含他人或集体已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得大连交通大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料一。与我同工作的同志对本研

4、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。本人完全意识到本声明的法律效力，申请学位论文与资料若有不实之处一，由本人承担切相关责任。学位论＂文作者签名：５杀私日期：勿丨？年ｄ月ｗ日■摘要摘要ｅ－ｎｅｒ单层气隙永磁复合电机（ＳｉｎｇｌｌａｙｅｒｇａｐＰｅｒｍａｎｅｎｔｍａｇｔＣｏｍｐｏｓｉｔｅＭｏｔｏ，ＳＰＣＭ）是利用气隙处耦合磁场产生转矩的新型动力装置。与现有永磁电机相比，ＳＰＣＭ具有与机械齿轮相同的传动比特性，即其具有低速大转矩特性，所产生的转矩密度是现有永磁？电机的４５倍。本文简述了磁力传动装置的

5、发展历史及永磁复合电机的国内外研宄现状，介绍了ＳＰＣＭ的基本结构和运行原理；利用解析法得到了同心式永磁齿轮在没有调磁环时的气隙磁场表达式，并在此基础上推导出添加调磁环后的磁场调制函数；将调磁环引入到永磁同步电机当中，得到了ＳＰＣＭ的传动比计算公式。建立了输出转速与绕组极对数、定子槽数、电流频率、永磁体极对数之间的数学关系式，为后续章节奠定了理论基础。二维结。根据给定的设计要求，参考电机设计手册，设计出了ＳＰＣＭ的构通过分析额定功率与电机主要尺寸的参数关系，给出了ＳＰＣＭ各个参数的计算公式，然后将各项参数输入到Ａｎｓｏｆｔ电磁分析软件中，建

6、立了所需的ＳＰＣＭ二维电磁仿真模型，获得了ＳＰＣＭ转矩、转速及过载保护等工作特性曲线；仿真结果表明了所设计的ＳＰＣＭ具有磁变速特性，其输出特性为低速、大扭矩。一、通过控制变量法，逐改变调磁极块的长度厚度，定子冲片及内转子轭铁厚度等参数，可进，通过Ａｎｓｏｆｔ有限元仿真软件对这些参数进行优化。采用优化后的参数结构一步提高ＳＰＣＭ的转矩密度。另外，针对ＳＰＣＭ输出转速及转矩波动较大等缺陷，通过在转子上增加阻尼条的方式增加转子阻尼，降低了输出转速波动。分析并建立了ＳＰＣＭ的内部热传导模型，给出了通过ＳＰＣＭ主轴及肋片等方式进，ＳＰＣＭ的内Ｓｏ

7、ｌｉｄｗｏｒｋｓ三维建模软件，对ＳＰＣＭ行散热的散热结构优化了部风路，通过进行三维建模，并将所建模型导入：Ｆｌｏｅｆｄ流体热分析软件中进行热仿真与计算；通过所。获得的ＳＰＣＭ热分布云图与空气散热流线，结果证明了所设计散热结构的正确性关键词：同心式永磁齿轮；永磁复合电机；气隙磁场分析；运行特性；散热结构Ｉ－大连交通大学工学硕士学位论文ＡｂｓｔｒａｃｔＴｈｅｓｔｔ－ｉｎｌｅｌａｅｒａｉｒａｅｒｍａｎｅｎｍａｎｅｔｉｃｃｏｍｏｓｉｅｍｏｔｏｒＳｉｎｌｅｌａｅｒａｇｙｇｐｐｇｐ（ｇｙ