高速永磁无刷电动机的设计研究

摘要

目前，高速电机的应用领域很多也很重要，机械加工、航空航天、医疗、军工、纺织等行业都对其有着极大的需求，特别是一些对体积以及质量有严格要求的行业，高速电机是必须的选择，但是高速电机的种类很多，一般常见的是异步感应电动机、直流电机。
　　相对传统电机永磁无刷电动机在国内属于新兴技术，特点是高效率、高可控性，大大优于传统电机的功率密度，其最早始于日本，并且在日本得到了飞速的发展，目前在日本90％以上的生活生产电机都已经使用永磁电动机替代了传统的电机。在效率方面永磁无刷电动机的效率比传统电机高5％-10％，可以大大节约能源，大规模使用可以有效控制环境污染并减小电厂供电负担。同时由于其控制精度远高于传统电机，因此在一些特殊应用场合可以更大的发挥其特点。
　　高速永磁无刷电动机目前在日本以及欧美已经得到了大力的发展，但是由于其设计以及控制难度很高，目前还没有大规模使用，只是在一些高端领域得到了使用---航空航天、军事、新能源等。
　　本文采用有限元分析对高速永磁电机进行了研究设计，并最终完成样机，经过测试电机试验结果与有限元计算基本相符，试验结果中对转子的机械强度以及电磁特性进行了详细的分析，可以为新型高速永磁无刷电机的设计作为依据。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 选题的背景与意义

1．2 永磁无刷电机国内外研究现状

1．3 本文的主要研究内容

2 高速永磁无刷电动机永磁材料的选择

2．1 永磁材料相关的磁性能参数

2．1．1 退磁曲线

2．1．2 回夏曲线

2．1．3 内禀退磁曲线

2．1．4 稳定性

2．2 永磁材料的选择和应用注意事项

2．2．1 永磁材料的选择

2．2．2 永磁材料的应用注意事项

2．3 本章小结

3 高速永磁无刷电动机的定转子结构设计

3．1 高速永磁无刷电动机的定子

3．2 电动机转子的磁路及其结构

3．2．1 表面式转子磁路结构

3．2．2 内置式转子磁路结构

3．2．3 隔磁措施

3．3 本章小结

4 高速永磁无刷电机电磁场分析

4．1 磁场分析概述

4．2 电机主要参数分析

4．3 电机绕组设计

4．4 电机性能计算

4．5 磁铁退磁验证

4．6 齿槽效应分析

4．7 本章小结

5 高速永磁无刷电动机的组装试制

5．1 定子制作

5．2 电机组装并调试

5．2．1 轴组件组装

5．2．2 定子组件组装

5．2．3 电机总装与调试

5．3 本章小结

结论

参考文献

致谢