简介:高速永磁电机可与负载直接相连,省去了传统的机械增速装置,在工业应用与航空航天等领域得到越来越多的应用。传统高速永磁电机采用内转子结构,为避免永磁体受高速旋转带来的拉应力需要采取特殊的保护措施,由此带来永磁体用量大、气隙磁密偏低、涡流损耗严重等突出问题。高速外永磁转子结构电机则可避免上述问题。本文基于一台3kW、20000r/min的高速外永磁转子爪极电机,对高速外转子爪极电机的电磁方案进行了设计与分析,利用有限元软件验证了电磁设计的合理性;针对高速永磁电机损耗密度大、散热困难等问题,本文设计了轴内水冷系统并建立了三维有限元模型,利用流-固耦合法对电机的温度分布进行了详细分析,最后加工了一台样机,并通过实验验证了本文理论分析的正确性。
简介:电机的设计是一个多重物理场的综合设计。本文设计了一台10kW、10000r/min的永磁无刷直流高速电机,针对表贴式和内嵌式两种转子结构,分别对内嵌式转子和不同护套的表贴式高速无刷直流电机进行了受力分析、损耗分析和温度场分析。在多物理场分析仿真的基础上,得到了满足转子强度、损耗、温升的综合设计结果。分析了无刷直流电动机的损耗及热场的计算过程,研究了两种电机结构的损耗大小和温度场分布。采用本文提出的方法不仅可以精确计算电机内部损耗的大小,而且可以得到电机内部损耗与热场之间的能量交互过程,研究电机的发热问题。通过仿真结果对比,发现表贴式结构发热比较严重。
简介:两自由度直驱感应电机轴端可以输出旋转运动、直线运动和螺旋运动。本文针对两自由度直驱感应电机的特殊结构与现象,建立耦合模型分析直线部分行波磁场对旋转运动的影响,修正了旋转部分转矩方程与直线部分推力方程。在两自由度直驱感应电机dq坐标系数学模型的基础上,建立该电机的转子磁场定向矢量控制模型,加入对直线部分与旋转部分耦合效应的动态补偿,在Matlab中搭建了该电机的矢量控制系统。仿真结果表明,旋转速度与直线速度能够快速跟踪给定速度,验证了考虑耦合效应动态补偿矢量控制模型的正确性。