曳引機(jī)用外轉(zhuǎn)子永磁同步電動(dòng)機(jī)的分析與優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、分類(lèi)號(hào)：UDC：密級(jí)：學(xué)校代號(hào)：11845學(xué)號(hào)：2111304146廣東工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文(工程碩士)曳引機(jī)用外轉(zhuǎn)子永磁同步電動(dòng)機(jī)的分析與優(yōu)化設(shè)計(jì)楊國(guó)龍校內(nèi)導(dǎo)師姓名、職稱(chēng)：黃玨勝教授校外導(dǎo)師姓名、職稱(chēng)：割延艮高工學(xué)科(專(zhuān)業(yè))或領(lǐng)域名稱(chēng)：電氬工程學(xué)生所屬學(xué)院：自動(dòng)化堂院論文答辯日期：2Q!魚(yú)生5目2窆目摘要摘要在日常生活中，電梯作為垂直方向升降的交通運(yùn)輸工具，其占用面積小，同時(shí)通過(guò)電氣或其它方式的控制可以將乘客和貨物安全、合理、有效地送

2、到不同的樓層。由于電梯具備較多的優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)成為與人們工作生活息息相關(guān)的重要組成部分，而曳引機(jī)是電梯的主要組成部分，曳引機(jī)通常由電動(dòng)機(jī)、減速機(jī)、制動(dòng)器、和底座等部件組成，其中曳引機(jī)中的主要部分為電動(dòng)機(jī)，因此，電機(jī)為電梯的主要部件之一。在傳統(tǒng)的曳引機(jī)中，大多采用的是三相異步電動(dòng)機(jī)，這種電機(jī)效率較低，并且在運(yùn)行中噪音、振動(dòng)較大、安裝維修困難。而永磁同步電動(dòng)機(jī)具有體積小、高效節(jié)能、輸出轉(zhuǎn)矩平穩(wěn)和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大等優(yōu)點(diǎn)，是一種新型的高效特種電機(jī)，在各個(gè)

3、電機(jī)生產(chǎn)企業(yè)、高校及研究單位得到了很好的評(píng)價(jià)。但是，永磁同步電動(dòng)機(jī)存在著齒槽轉(zhuǎn)矩和電磁噪音的問(wèn)題。本課題來(lái)源于廣州廣日電梯工業(yè)有限公司，是關(guān)于設(shè)計(jì)和優(yōu)化一款曳引機(jī)用外轉(zhuǎn)子永磁同步電動(dòng)機(jī)，使其達(dá)到效率高、振動(dòng)小、噪音低和齒槽轉(zhuǎn)矩低等優(yōu)點(diǎn)。首先介紹永磁同步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)、工作原理及數(shù)學(xué)模型等，然后介紹ANSYS軟件的相關(guān)知識(shí)和如何通過(guò)ANSYS有限元軟件中Maxwell模塊建立二維模型的方法。通過(guò)理論分析選出永磁同步電動(dòng)機(jī)的槽極配合分別為

4、36槽30極、36槽32極、36槽34極。對(duì)三種不同的槽極配合進(jìn)行徑向力波分析，優(yōu)化分?jǐn)?shù)槽永磁同步電動(dòng)機(jī)固有的電磁噪音，經(jīng)過(guò)對(duì)比分析，最佳的槽極配合為36槽30極，能夠有效減少氣隙磁密的諧波含量。除此之外，基于永磁同步電動(dòng)機(jī)固有的齒槽轉(zhuǎn)矩問(wèn)題，根據(jù)永磁同步電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生齒槽轉(zhuǎn)矩機(jī)理進(jìn)行分析，通過(guò)優(yōu)化極弧系數(shù)和采用不等厚永磁體進(jìn)行優(yōu)化，可以有效降低永磁同步電動(dòng)機(jī)的齒槽轉(zhuǎn)矩。基于Maxwell2D建立的有限元模型，將磁鋼的極弧系數(shù)和偏心距分別設(shè)

5、為變量，進(jìn)行掃描分析，仿真結(jié)果表明，在合理的范圍內(nèi)，存在一個(gè)最優(yōu)的極弧系數(shù)和偏心距使該款電動(dòng)機(jī)的齒槽轉(zhuǎn)矩得到明顯削弱。最后，根據(jù)優(yōu)化后的尺寸參數(shù)試制樣機(jī)，對(duì)其各個(gè)性能參數(shù)、振動(dòng)和噪音進(jìn)行測(cè)試，通過(guò)對(duì)比分析樣機(jī)的性能與Maxwell2D仿真值，主要的性能誤差均在5％以內(nèi)，滿足優(yōu)化設(shè)計(jì)的要求，同時(shí)也驗(yàn)證了Maxwell2D有限元仿真的正確性。本文在工程實(shí)踐和理論上有較高的參考價(jià)值。關(guān)鍵詞：電梯；曳引機(jī)；外轉(zhuǎn)子永磁同步電動(dòng)機(jī)；槽極配合；電磁噪