永磁涡流调速装置电磁设计与优化

摘要

永磁涡流调速是一种新型电机调速节能技术,具有可靠性高、制造和维修成本低、对电网没有谐波污染等优点,是当今电机调速节能领域的研究热点。本文针对永磁涡流调速装置进行有限元电磁分析、热分析以及优化设计,具有重要的理论意义与工程应用价值。
　　 论文介绍了永磁涡流调速技术的运行原理和装置的结构特点,以及其国内外研究和发展现状,指出了将该技术应用于工程实际所需要解决的问题。
　　 基于运动涡流场的有限元分析理论,分别建立了永磁涡流调速装置的二维和三维模型,计算其机械特性和调速特性,给出了相应的计算结果并进行了比较。对永磁涡流调速装置进行了三维有限元热分析,确定冷却方案。
　　 深入研究了关键结构参数尺寸和材料对装置性能的影响规律,据此以功率密度、转动惯量、成本或三者加权为优化目标,对永磁涡流调速装置进行了优化设计。
　　 制定了永磁涡流调速装置的设计与优化流程,开发了基于C++Builder6.0编译环境的电磁分析与优化设计软件。该软件可实现结构设计、电磁分析、优化数据的输入和输出、结构预览、保存和打印结果等功能。
　　 设计制造了75kW和315kW的永磁涡流调速装置样机,样机实验结果验证了有限元分析方法的正确性。