电梯用外转子近极槽永磁同步电机设计分析

摘要

作为垂直运输交通工具，电梯在人们的日常生活和经济生产活动中愈发不可或缺，而研发高性能电机也随之成为当务之急。永磁同步电机因具有高性能，易于控制，运行稳定的特点渐渐被人们所重视，在电梯行业中，直驱式永磁同步电机曳引系统成为高性能电梯系统研究的热门。本文根据技术指标，设计了一台4.1kW电梯永磁同步电机并结合有限元法进行了分析。
　　本文先研究了永磁同步电机（PMSM）突出的固有问题—齿槽转矩，推导了齿槽转矩产生的原因和解析公式，从解析公式和电梯用永磁同步电机结构的角度出发分析了几种可行的削弱齿槽转矩的方法，通过有限元仿真进行了验证。同时得出。通过参数Nc和CT可以在电机初步设计的过程中判断几种备选方案齿槽转矩的大小。
　　其次，本文分析了因电梯电机常用的近极槽结构而产生的齿顶漏磁。对齿顶漏磁产生的原因、其解析公式以及削弱方法作出了研究。得出齿顶漏磁的大小会因诸如极槽组合、极弧系数、齿冠高度等参数的不同而改变，并结合有限元法，对各参数改变所带来的影响进行了仿真分析。
　　最后，根据电梯外转子近极槽永磁同步电机的特殊结构，考虑影响其性能的突出问题—齿顶漏磁和齿槽转矩，推导了一套适用的等效磁路模型，并利用此模型设计了一台4.1kW电梯电机。并针对抑制齿槽转矩和齿顶漏磁的目的，提出了多种改变各电机参数的方案用有限元法分别进行仿真对比，最终确立了此电机的方案。

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第1章 绪论

1.1 课题的背景及意义

1.2国内外研究现状

1.3课题的研究内容

第2章 外转子近极槽永磁同步电机齿槽转矩分析

2.1 齿槽转矩的成因

2.2 齿槽转矩的分析方法

2.3 齿槽转矩的削弱方法

2.4 本章小结

第3章 外转子近极槽永磁同步电机齿顶漏磁分析

3.1 齿顶漏磁的产生

3.2 齿顶漏磁的分析与计算

3.3 齿顶漏磁的削弱

3.4 本章小结

第4章 4.1kW电梯用外转子永磁同步电机等效磁路法设计

4.1 电梯外转子近极槽永磁同步电机等效磁路模型

4.2 主磁路计算

4.3 漏磁分析及计算

4.4 等效磁路计算结果

4.5 本章小结

第5章 4.1kW电梯用外转子永磁同步电机有限元仿真分析

5.1 不同气隙长度及永磁体形状对气隙磁密的影响

5.2不同极弧系数及槽型对齿顶漏磁的影响

5.3 不同极槽组合对齿槽转矩的影响

5.4 结合各参数选择最终电机模型参数

5.5 本章小结

第6章 总结与展望

参考文献

致谢

个人简历、攻读硕士学位期间发表的学术论文及研究成果