【摘 要】
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近年来,一种新型的永磁滚筒逐渐步入于市场中,相比于普通的三相交流异步电动机具有能耗低、占地空间小、效率高等优势,在煤矿等行业具有良好的发展前景。目前永磁滚筒仍具有一些问题待完善:永磁滚筒运转时产生的齿槽转矩是影响永磁滚筒运转平稳性的重要因素之一,过高的齿槽转矩会引起回转卡顿、甚至停机坏机;另外永磁滚筒电磁负荷高,长时间运行易直接导致温度升高,进而降低永磁体电磁性能,适当降低齿槽转矩峰值、降低滚筒的
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近年来,一种新型的永磁滚筒逐渐步入于市场中,相比于普通的三相交流异步电动机具有能耗低、占地空间小、效率高等优势,在煤矿等行业具有良好的发展前景。目前永磁滚筒仍具有一些问题待完善:永磁滚筒运转时产生的齿槽转矩是影响永磁滚筒运转平稳性的重要因素之一,过高的齿槽转矩会引起回转卡顿、甚至停机坏机;另外永磁滚筒电磁负荷高,长时间运行易直接导致温度升高,进而降低永磁体电磁性能,适当降低齿槽转矩峰值、降低滚筒的热效应以及优化永磁滚筒散热水道结构,对维持永磁滚筒转矩性能,确保设备正常运转具有重要意义。首先,本文对永磁滚筒结构进行设计,并分析研究了永磁材料、永磁体布置方式、绕组排列对电磁性能的影响。其次,由于齿槽转矩的数值计算法存在计算过程复杂,结果不精确的缺陷,本文采用有限元分析法,构建永磁滚筒的二维电磁模型,对齿槽转矩仿真分析,得出了气隙、槽深、极槽比、转子辅助槽个数与齿槽转矩的曲线规律,为齿槽转矩的优化提供了更精确的依据。接着,分析了永磁滚筒热效应,从理论上分析并优化铜耗,并基于有限元法仿真永磁滚筒的铁耗,得到铁耗随定子齿结构的变化规律并优化。然后,针对传统的单通式散热水道结构与水套热交换不充分,散热性能低的问题,本文提出一种新型异相并联式水道散热结构,建立滚筒模型,通过Fluent有限元软件对永磁滚筒温度场仿真,得出与传统单通式水道相比,新型异相并联式水冷管道结构冷却效果提高了12.5%。最后,通过永磁滚筒的温升实验,验证了该两种散热方式下的温度场仿真结果的准确性。
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