基于多物理场分析的铁氧体辅助式同步磁阻电机优化设计

来源 :河北工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:honfei1984
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
辅助式同步磁阻电机介于永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)和同步磁阻电机(Synchronous Reluctance Motor,SynRM)之间。永磁同步电机的永磁体材料一般为钕铁硼和铁氧体,其中钕铁硼电机存在高成本、高速过压以及高温退磁等问题。而铁氧体电机相对更有优势,同时可以利用磁阻转矩和永磁转矩来提高功率密度和效率,所以受到学者们的高度关注。因此,本文的研究对象为铁氧体辅助式同步磁阻电机(Ferrite-assisted Synchronous Reluctance Motor,Fa-SynRM),基于遗传算法和Taguchi法进行优化设计,随后做电磁场-温度场多物理场耦合分析。本文首先对比SynRM和Fa-SynRM的结构特点和数学模型,介绍了等效磁路法原理,并在此基础上建立Fa-SynRM物理模型,得到电机dq轴等效磁阻表达式。其次,分析气隙长度和四层绝缘磁障宽度对电机性能的影响,并以转矩脉动为优化目标采用Taguchi法得到参数的水准取值范围,接着利用正交表进行转子结构设计,通过分析均值和方差得出优化后的参数值,进而确定SynRM的最终设计模型。再次,在优化后的SynRM转子磁障中插入铁氧体材料得到Fa-SynRM模型,以功率因数为主要优化目标先利用遗传算法全局粗略地优化参量,再利用Taguchi法和有限元法相结合的方法局部细致地优化参量,在提高功率因数的同时减少转矩脉动和铁氧体体积,还通过验证铁氧体长宽尺寸优化顺序和气隙长度,确保优化过程的准确性,以及分析了裂比系数对电机性能的影响,进一步提高电机功率因数,随后研究空载和负载下的电磁特性,验证了Fa-SynRM优化设计的合理性。最后,利用电磁场有限元分析软件计算空载和负载下定、转子铁耗,绕组铜损和机械损耗,同时计算电机材料的导热系数和散热系数,通过电磁场-温度场多物理场耦合分析得到电机各部分的温度情况,并且研究了气隙长度对电机整体温升的影响,确定最终的Fa-SynRM设计模型。
其他文献
类表面等离子体激元(SSPPs:Spoof Surface Plasmons Polaritions)是光波段表面等离子体激元(SPPs:Surface Plasmons Polaritions)在低频段的拓展。它利用周期性亚波长结构将
本文主要研究四元数双曲空间上的基本域。令G为PSp(n,1))的离散子群。对于siegel区域的一点y,我们定义了PSp(n,1)中的一个元素f的广义等距球为Iy(f)。利用G中的元素的广义等
建桥合一结构是目前地铁高架车站广泛采用的结构形式,其通过将建筑与轨道层刚接为一体,列车直接行驶于建筑顶部,结构设计中既要考虑地震荷载,又要注意列车荷载造成的振动效应,因而分析它的抗震性能有着非常重要的意义。目前关于建桥合一结构的抗震设计中将列车荷载等效为静力荷载,多采用三水准、两阶段的抗震设计理念,这种方法不能全面反应构件在震后的损伤情况。本文提出将基于性能的抗震设计理论应用到建桥合一结构设计中,
重夸克偶素是当前粒子物理研究的前沿领域之一。对重夸克偶素的研究主要包括:重夸克偶素的谱、衰变、产生和重夸克偶素在介质中的性质。最近,人们提出了一个处理重夸克偶素产
本文采用量子色动力学因子化的方法进行具体计算B0 → ρ+ρ-的衰变分支比,并与实验数据进行了对比。量子色动力学因子化的方法在处理B介子的两体衰变过程中起主导作用。本文
目前,我国电网进入了特高压工程建设和投运的高峰时期,特高压工程投入系统运行前,需进行大量的系统调试工作,考核工程系统是否满足工程设计和前期仿真计算预期。现有的测试设
冲击电压下变压器内部绝缘结构的电场特性是变压器设计的关键考虑因素。空间电荷是造成油纸绝缘内部空间电场畸变重要原因之一的,其存在及分布特性对油纸绝缘的性能具有显著
作为大气海洋流体力学与数学流体力学中的经典模型,Boussinesq系统经常被用于研究三维流体涡旋伸展效应问题。本文主要研究了二维Boussinesq方程在纵向粘度和扩散、横向粘度
海洋中存储着大量的石油资源,随着人类对石油需求量的快速增加,研究海上石油开采技术就显得愈加重要。传统海上石油钻井平台使用锚泊定位的方式,适合浅水区作业。但随着水深
企业通常需要通过债务融资,支持企业不断发展壮大。境内的债券融资品种丰富多样,但是由于:1)境内外债券融资难易程度和标准的差别;2)境内外债券融资价格的差别;3)境外债券市