【正文】
小永磁體渦流損耗的措施會(huì)有不足之處,希望在以后的研究中進(jìn)一步鞏固和提高這些研究的內(nèi)容。另外在國內(nèi)外也有許多有關(guān)減小永磁體渦流損耗的方法措施。郁亞南等人在2010年研究了不同的極槽配合與單雙層繞組對(duì)電機(jī)各項(xiàng)性能包括永磁體渦流損耗的影響,得到了不同繞組情況下對(duì)減小渦流損耗的作用[30]。浙江大學(xué)的周鳳爭(zhēng)等人從永磁電機(jī)的設(shè)計(jì)角度出發(fā),對(duì)定子的不同結(jié)構(gòu)、槽開口及氣隙長(zhǎng)度等方面研究減小永磁體渦流損耗的措施,得到了3槽集中繞組的結(jié)構(gòu)會(huì)含有一定量偶次空間諧波分量,這些諧波分量會(huì)在轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生大量的渦流損耗,總結(jié)出定子結(jié)構(gòu)對(duì)高速永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子內(nèi)渦流損耗影響很大[31]。JaeDo Park等人在2008年研究了關(guān)于在給永磁同步電機(jī)供電時(shí)采用LC濾波器而減少供電源中的諧波含量,進(jìn)而減少轉(zhuǎn)自體內(nèi)渦流損耗[32]??傊畤鴥?nèi)外許多學(xué)者都在進(jìn)一步研究和得到新的研究成果,來進(jìn)一步減小永磁同步電機(jī)永磁體內(nèi)渦流損耗與轉(zhuǎn)子內(nèi)總的渦流損耗,從而提高電機(jī)工作的穩(wěn)定性和其工作性能。第5章 總結(jié)隨著人們對(duì)于更高效、更節(jié)能的追求,電機(jī)行業(yè)中永磁電機(jī)逐步占據(jù)著其特殊地位,特別是高速永磁同步電機(jī)以其體積小,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,運(yùn)行可靠等特點(diǎn)越來越受到社會(huì)的關(guān)注與重視。但高速永磁同步電機(jī)也有其不足之處,在其高速運(yùn)行時(shí),其永磁體內(nèi)的渦流損耗就會(huì)因其很高的速度而變?yōu)椴豢珊鲆暤囊徊糠謸p耗,在高速運(yùn)行時(shí),由于永磁體材料的電導(dǎo)率較高,且散熱能力較差,就會(huì)產(chǎn)生導(dǎo)致永磁體內(nèi)產(chǎn)生大量的熱,渦流損耗變大,影響永磁體的工作性能,進(jìn)而影響電機(jī)工作性能。所以研究有關(guān)永磁體渦流損耗就顯得尤為重要。本文從永磁同步電機(jī)的具體結(jié)構(gòu)出發(fā),利用有限元軟件,對(duì)電機(jī)建立二維數(shù)學(xué)模型,并對(duì)模型進(jìn)行加載分析,研究永磁體渦流損耗的大小與分布特點(diǎn),并從實(shí)際出發(fā),分析高速永磁同步電機(jī)永磁體渦流損耗產(chǎn)生的原因和減小永磁體渦流損耗的措施。具體的工作總結(jié)如下:(1)根據(jù)永磁同步電機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn),建立電機(jī)的數(shù)學(xué)模型,并分別賦予各部分相應(yīng)的材料屬性,利用有限元法,對(duì)模型進(jìn)行邊界條件處理和剖分處理,為之后的渦流損耗的分析奠定基礎(chǔ)。(2)首先分析的是內(nèi)置式永磁同步電機(jī),在電機(jī)空載狀態(tài)下,給予電機(jī)轉(zhuǎn)子30000rpm/min的轉(zhuǎn)速,取一個(gè)周期內(nèi),設(shè)置100個(gè)時(shí)間步做瞬態(tài)分析,得到其永磁體渦流損耗的波形圖,發(fā)現(xiàn)此事的渦流損耗不是很大,這是由于定子繞組中沒有電流,氣隙磁導(dǎo)分布均勻,所以渦流損耗較小。(3)空載狀態(tài)下分析之后,仍然在此轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的永磁同步電機(jī)的定子繞組中分別通入正弦波與變頻器電流源。分別得到兩種激勵(lì)源加載后的渦流損耗波形圖。從中可以發(fā)現(xiàn)在通入正弦波時(shí)候渦流損耗稍微會(huì)比空載時(shí)候高一點(diǎn),但不是太多。而在變頻器供電時(shí)其損耗會(huì)比正弦波時(shí)高很多。由此可見發(fā)現(xiàn)由于變頻器中含有較多的諧波,所以這些電流諧波導(dǎo)致氣隙磁導(dǎo)分布不均,產(chǎn)生較大的波動(dòng),導(dǎo)致永磁體內(nèi)磁場(chǎng)不穩(wěn)定,發(fā)熱嚴(yán)重,損耗就會(huì)增加。(4)將轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)進(jìn)行改變,由原來的內(nèi)置式改為表貼式。表貼式的永磁體放置在轉(zhuǎn)子表面,這樣會(huì)使電感變小,時(shí)電流響應(yīng)變快,因?yàn)樵谵D(zhuǎn)子外側(cè),不會(huì)產(chǎn)生磁阻轉(zhuǎn)矩,轉(zhuǎn)矩會(huì)有好的形式。但是在電機(jī)高速旋轉(zhuǎn)時(shí),其也會(huì)相對(duì)于內(nèi)置式更容易發(fā)熱,不能及時(shí)得到散熱,就會(huì)導(dǎo)致永磁體渦流急劇增加。分別對(duì)比與內(nèi)置式的永磁電機(jī),在空載和負(fù)載情況下,表貼式的永磁體渦流損耗都會(huì)遠(yuǎn)大于內(nèi)置式的渦流損耗。所以在工程中兩者如何選取要根據(jù)不同特點(diǎn)進(jìn)行研究和使用,才能更好發(fā)揮其自身的優(yōu)點(diǎn)。(5)最后將對(duì)比分析不同的極槽配合情況下,永磁體渦流損耗的不同。先是將電機(jī)是要電機(jī)使用4極14槽,而后改變其槽數(shù),用的是4極18槽。在這兩種情況下,分別對(duì)這種內(nèi)置式永磁同步電機(jī)進(jìn)行求取永磁體渦流損耗。由波形得到,18槽的電機(jī)分別在空載和負(fù)載的兩種供電情況下其永磁體渦流損耗都會(huì)稍微大于24槽的電機(jī)模型。可見,槽數(shù)的改變,導(dǎo)致了槽口的大小發(fā)生變化,氣隙磁導(dǎo)分布不均勻,空間諧波含量有所不同,從而最終導(dǎo)致轉(zhuǎn)子內(nèi)渦流損耗的不同。(6)由以上的實(shí)驗(yàn)仿真所得結(jié)果分析,影響永磁體渦流損耗因素有很多,轉(zhuǎn)子的磁路結(jié)構(gòu)不同會(huì)影響永磁體渦流損耗,定子的槽數(shù)、槽型、槽口寬度與槽深度也會(huì)影響渦流損耗,而供電源的諧波含量不同同樣會(huì)影響永磁體渦流損耗,還有其他等一些因素會(huì)影響永磁體渦流損耗,如定子繞組方式,永磁體保護(hù)套等因素都會(huì)對(duì)渦流損耗有一定影響。(7)針對(duì)永磁體渦流損耗,本文提出了幾條減小其損耗的有效措施。從轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)出發(fā),永磁體渦流損耗內(nèi)置式要小于表貼式,所以適當(dāng)?shù)倪x取永磁體結(jié)構(gòu)會(huì)對(duì)較小損耗有很大幫助病能提高電機(jī)工作性能;供電時(shí)所用的電源盡量減少其中的諧波含量,就不會(huì)在永磁體內(nèi)產(chǎn)生過多的損耗;在選用極槽配合時(shí)要適當(dāng),盡量使氣隙磁導(dǎo)的分布較為均勻,空間諧波的含量減少,則永磁體渦流損耗就會(huì)適當(dāng)減小;還有其他有關(guān)氣隙長(zhǎng)度,永磁體保護(hù)套,分割永磁體等一些措施都會(huì)減少永磁體渦流損耗。由于本人水平有限,可能在某些知識(shí)方面掌握的還是不夠全面,理解的不夠透徹,所以在論文中難免會(huì)有一些錯(cuò)誤和疏漏之處,在某些過程與結(jié)論方面有所偏差,希望各位老師給予批評(píng)指導(dǎo)。參考文獻(xiàn)[1] 江善林. 高速永磁同步電機(jī)的損耗分析與溫度場(chǎng)計(jì)算[D].哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué)電氣工程及其自動(dòng)化學(xué)院,2010.[2] HanWook Cho, SeokMyeong Jang,et al. 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Korea,2008,23(2):985992.致 謝至此,畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)也將落下帷幕。在為期3個(gè)多月的畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中,我的能力有了很大的提高,比如操作能力、分析問題的能力、合作精神、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)等方方面面都有很大的進(jìn)步。此外我對(duì)永磁電機(jī)的理解更加透徹,認(rèn)識(shí)的更加清楚,此次畢業(yè)任務(wù)的完成也將為我以后的工作和學(xué)習(xí)提供很大的幫助。 首先,我要感謝我的指導(dǎo)老師韓雪巖老師,從選課題到完成論文,韓老師一直都給予了我悉心地指導(dǎo),為我理清了設(shè)計(jì)思路和設(shè)計(jì)方案,并在我設(shè)計(jì)過程中又不懂得問題時(shí)及時(shí)的給與我專業(yè)知識(shí)方面的全面認(rèn)真的指導(dǎo),使我能夠順利地按要求完成老師給我安排的任務(wù)。 在這里還要感謝佟文明佟老師及各位研究生學(xué)長(zhǎng)在我設(shè)計(jì)過程中給與我的大力幫助,幫我熟悉Ansoft軟件的使用,并在我遇到困惑時(shí)及時(shí)的提醒我和糾正我的錯(cuò)誤。在這里向各位老師表示衷心的感謝。 最后還要感謝我的同學(xué)及朋友們,在我設(shè)計(jì)過程中對(duì)我的支持,理解和幫助。這期間凝聚了很多人的心血,最后也讓我順利地完成了設(shè)計(jì)任務(wù),并挺高了我在工作及生活中的信心