高速永磁无刷直流电动机设计研究

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1、工程硕士学位论文高速永磁无刷直流电动机设计研究杜鑫哈尔滨理工大学2018年3月国内图书分类号：TM355工程硕士学位论文高速永磁无刷直流电动机设计研究硕士研究生：杜鑫导师：孟大伟申请学位级别：工程硕士学科、专业：电气工程所在单位：电气与电子工程学院答辩日期：2018年3月授予学位单位：哈尔滨理工大学ClassifiedIndex：TM355DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringDesignandAnalysisofHigh-speedBrushlessDCMotorsCandidate：DuXinSupervisor：Meng

2、DaweiAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ElectricalengineeringDateofOralExamination：March,2018HarbinUniversityofScienceandUniversity：Technology哈尔滨理工大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文《高速永磁无刷直流电动机设计研究》，是本人在导师指导下，在哈尔滨理工大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。据本人所知，论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成

3、果。对本文研究工作做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。作者签名：日期：年月日哈尔滨理工大学硕士学位论文使用授权书《高速永磁无刷直流电动机设计研究》系本人在哈尔滨理工大学攻读硕士学位期间在导师指导下完成的硕士学位论文。本论文的研究成果归哈尔滨理工大学所有，本论文的研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解哈尔滨理工大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门提交论文和电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权哈尔滨理工大学可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。本学位论文属于保密，在

4、年解密后适用授权书。不保密√。(请在以上相应方框内打√)作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日高速永磁无刷直流电动机设计研究摘要近年来由于我国航空航天事业飞速发展，对航空电机的运行性能要求也越来越高。航空航天领域特殊，在设计电机时，对电机尺寸和重量有十分严格的限制，普通感应电机无论是在结构上还是运行性能远远达不到航空电机设计要求。随着近年来我国电力电子技术和稀土永磁材料的发展，具有结构简单、重量轻、体积小、功率密度高等优点的永磁无刷直流电动机在航空航天上应用越来越广泛。但是目前对于高速永磁无刷直流电动机在航空航天上的应用研究资料较少，因此本文设计一款外转子分数槽集中绕

5、组永磁无刷直流电动机，通过对该电机的设计分析与优化仿真，验证了所设计电机的合理性，为永磁电机在航空航天上的应用提供了理论参考。本文研究内容如下：首先，由于外转子分数槽集中绕组永磁无刷直流电动机和普通的直流电机在结构和励磁方式上有所不同，因而文章首先分析了永磁无刷直流电动机的结构组成、运行原理和机械特性。并通过磁路法对永磁无刷直流电动机进行初步设计，以计算单的方式简单而直观的将电机参数表现出来。其次，通过有限元方法对所设计的电机进行空载、负载特性进行仿真。分析了电机在空载和负载时电压、电流、转矩等情况。重点分析了影响永磁电机磁场的三个重要参数：空载漏磁系数、计算极弧系数以及气

6、隙系数，并通过有限元仿真对以上三个参数进行修正。最后，对永磁电机齿槽转矩产生机理和削弱方法进行了详细分析研究。通过选择合理极槽比、极弧系数等参数并通过磁极偏移、定子斜槽等方法大大削弱了永磁电机齿槽转矩，降低了电机运行时转矩脉动。最终验证了所设计电机合理性。关键词外转子；分数槽；集中绕组；永磁无刷直流电动机-I-DesignandResearchofHigh-speedPermanentMagnetBrushlessDCMotorAbstractWiththerapiddevelopmentofChineseaerospaceindustry,theperformancere

7、quirementsoftheaviationmotorhaverequiredhigherandhigherinrecentyears.Becauseofthespecialfieldofaerospacemotors,therearemanystrictlimitsonbothsizeandweightwhenwedesignthemotor.Howeverthecommoninductionmotorcan'tmeetthedesigndemandforitssizeandrunningperformance