基于稀土同心式永磁齿轮复合电机的研究

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1、１１：学校代号：０５０分类号ＵＤＣ：：学号：２０１５２１６４密级硕士学位论文基于稀土同心式永磁齿轮复合电机的研究ＴｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｏｆＣｏａｘｉａｌＰｅｒｍａｎｅｎｔｍａｎｅｔｇｅａｒＣｏｍｏｓｉｔｅＭｏｔｏｒＢａｓｅｄｏｎＲａｒｅＥａｒｔｈｇｐ学生姓名：导师及职称：葛研军教授学科门类：专业名称：机械工程研究方向：机电传动与控制申请学位级别：工学硕士论文答辩日期：年月曰学位授予单位：大连交通大学大连交通大学学位论文独

2、创性声明本人声明所Ｓ交的学位论文是本人在导师指导＞进行的研究１作及取锷的研究成果．尽我所知，除了文中特剔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萄过的研究成菜，也不包含为获得大连交蝙大学成其他教宵机构的学位或证书而一使用过的材料．与我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＃表示谢意．ｉ本人完全ｔ识到本声明的法律效力，＿身学位沦文与资料若有不一实之髮，由本人承担切栩关责任．学位论文作者签名：曰－３？！期：年（月Ｅ大连交通大学学位论文版权使

3、用授权书本学位论文作＃完全了蘇大连交遒大学有关保护知识产权及保Ｉ：留、使用学位论文的规定，鄄：砑究生在校攻读学位期间论文作的ｔｅ识产权簟俊蠤大连交通大学，，本人保证毕ｉｋ离校后．发表或使用论文工＃成果时署名单位仍然为大连交遍大牵，学校有权保留丼向ｉ国家有关部门或机构ｌ交论文的复印件及其电￥文档，允许论文被查阅和借阅．本人捋核大连交遍大孝５】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《中国賻士学位论文全文数据庳》？《中ｆｌ优秀顿士学位论文全文数据库》进行信息服务．也可以采用影印？鐘印或

4、妇描等复＿手段保存或汇編本学位论文．（保密的学位论文在解密后应遵守此规定＞学位论文作＃签名：导师签名：ｉｔ竭＊３？Ｍ／Ｈ１斯．年（月期：＞？年甚月＞摘要摘要同心式永磁齿轮（ＣｏａｘｉａｌＰｅｒｍａｎｅｎｔＭａｇｎｅｔｉｃＧｅａｒ，ＣＰＭＧ）属于高转矩密度（转矩密度为现有永磁电机２倍以上）、高效率运行及非接触式动力传递的磁力传动机构。将ＣＰＭＧ与永磁电机相复合则可获得体积小、重量轻且具有与ＣＰＭＧ相同转矩密度的永磁复合电机。本文首先详细介绍了永磁电机、永磁齿轮以及永磁复合电机的国内外发展状况

5、，并一ａ基于上述装置的优、缺点，提出了种基于同心式永磁齿轮的新型永磁复合电机（ＣｏａｘｉｌｅＰｒｍａｎｅｎｔｍａｎｅｔｅａｒＣｏｍｏｓｉｔｅＭｏｔｏｒＣＰＣＭ）。分析了ＣＰＣＭ核心部件ＣＰＭＧ的ｇｇｐ，机械结构及其运行机理，建立了ＣＰＭＧ的气隙磁场数理模型，推导出ＣＰＭＧ调磁环所需的调制函数。初步确定了ＣＰＭＧ的机械结构参数，包括传动比、外形体积及内外转子的磁极对数等，并在ＡＮＳＹＳ仿真环境，建立了所需的ＣＰＭＧ仿真模型。对ＣＰＭＧ在有、无调磁环两种状态下的内、外转子气隙磁场进行有限元仿

6、真和傅里叶变换，验证了理论分析与计算结果的正确性。基于ＣＰＭＧ转矩的静态及动态两种特性曲线，对ＣＰＭＧ的永磁体形状及调磁环结构进行了优化：采用控制变量法得到了ＣＰＭＧ的调磁环厚度、永磁体厚度及内、外气隙长度与输出转矩密度的关系；选取了上述参数的最优值，得到了高转矩密度及高稳定性的ＣＰＭＧ模型。将优化后的ＣＰＭＧ与永磁电机相复合，初步获得了所需的ＣＰＣＭ模型；分析了ＣＰＣＭ的主要结构参数及其等效磁路，通过仿真计算得到了ＣＰＣＭ的动态转矩和转速特性曲线；通过对其动态特性进行研宄，证明ＣＰＣＭ既具永磁电机的

7、运行特性，也具同心式永磁齿轮的运行特性，即其输出特性具备传动比功能。对ＣＰＣＭ常见的三种启动方式及与其对应的三种加载方式进行研宄，获得了相应的转速及转矩特性曲线，从中选择出波幅最小、稳定性最高的启动方式。对ＣＰＣＭ的损耗进行仿真分析，获得主要损耗（即磁滞损耗）曲线根据ＣＰＣＭ定子轭部磁密和磁滞损；，耗的影响规律，对ＣＰＣＭ进行优化，降低了ＣＰＣＭ的损耗得到了工作效率更高、稳定性能更好的ＣＰＣＭ模型。关键词：同心式永磁齿轮；永磁复合电机；气隙磁场分析；转矩密度；启动特性Ｉ大连交通大学工学硕士学位论文

8、ＡｂｓｔｒａｃｔＣｏａｘｉａｌＰｅｒｍａｎｅｎｔＭａｇｎｅｔｉｃＧｅａｒｂｅｌｏｎｇｓｔｏｈｉｈｔｏｒｑｕｅｄｅｎｓｉｔｆｏｒｅｘｉｓｔｉｎｇｙ（ｇｐｅｒｍａｎｅｎｔｍａｇｎ