铁基非晶合金带材永磁无刷直流电机研究

摘要

铁基非晶合金是一种新型软磁功能材料，不仅具有优异的软磁性能，而且具有高耐腐蚀性、高电阻率以及高硬度等特点。铁基非晶合金由于具有磁性能好、磁导率高、铁损低、价格便宜等优点，已在配电变压器中成功替代硅钢材料。本文的主要目的是将铁基非晶合金应用于电机定子铁芯制作，以开发出节能、高效、环保的非晶合金电机。
　　本文的主要研究对象是铁基非晶永磁无刷直流电机，研究的主要内容包括铁基非晶合金的磁性能，铁基非晶定子铁芯的成形工艺以及有限元分析电机模型。
　　铁基非晶合金的磁性能的研究是对铁基非晶合金进行热处理，消除铁基非晶的残余应力。通过实验以得到铁基非晶合金最大磁饱和强度为依据，获得恰当的热处理方案：升温速率、保温时间及冷却方式。
　　铁基非晶合金定子铁芯的成形工艺的研究主要包括了非晶合金带材的裁剪、非晶合金片涂层与固定、非晶叠棒的热处理、非晶叠棒的切割和非晶合金铁芯试样的固化，其中非晶叠棒的切割与非晶合金铁芯试样的固化是本文研究的重点。对非晶叠棒的切割采用电火花线切割，切割的过程也是非晶合金片层边缘的“焊接”过程，切割后直接形成非晶合金定子铁芯，而之后的固化目的是加固定子铁芯试样以及隔绝外部空气进入铁芯内。通过这样的工艺很好的避免了先固化后进行线切割，线切割无法走丝或走丝精度不高的难题。
　　有限元分析电机模型是利用FLUX软件对非晶电机和硅钢电机进行性能仿真。在两个电机除了铁芯材料不同，其他参数相同的条件下进行分析比较，直观了解电机在空载状态下电机铁芯损耗、电机绕组相电流、电机绕组铜耗、永磁体涡流损耗、电磁转矩、转矩波动及电磁功率等性能参数。分析结果表明：非晶电机铁芯损耗、永磁体涡流损耗和转矩波动相比硅钢电机大幅降低，非晶电机的效率比硅钢电机提高近两个百分点。

目录

声明

第1章 绪 论

1.1课题研究意义

1.2非晶合金研究现状

1.3非晶电机的研究现状

1.4本课题研究意义及主要内容

第2章 实验准备

2.1实验工艺流程

2.2制备铁芯试样准备工作

2.3本章小结

第3章 非晶合金铁芯成形工艺

3.1非晶合金铁芯成形工艺图

3.2非晶合金带材的裁剪

3.3非晶合金片的涂层与固定

3.4非晶叠棒的热处理

3.5非晶铁芯试样的切割

3.6非晶铁芯的固化

3.7非晶合金试样损耗测试

3.8本章小结

第4章 非晶合金电机性能仿真

4.1 FLUX软件简介

4.2电机模型的建立

4.3求解模型及数据分析

4.4本章小结

结论

参考文献

致谢