永磁同步发电机的设计与制造

摘要

随着永磁材料及相关技术的发展，永磁同步电机(永磁同步电机是用稀土永磁材料励磁代替绕组励磁所构成的一种新型同步电机，简称PMSM)的性能得到了迅速提高。永磁同步电机具有结构简单、体积小、重量轻、功率因数高、效率高、有较大的过载能力、转子无发热问题，较小的转动惯量和很小的转矩脉动。与传统的绕组励磁同步电机相比，永磁同步电机无需电流励磁，电机不需要电刷和滑环等优点，因此结构简单，使用方便，可靠性高。
　　永磁材料产业的发展与电子信息、矿业、通信技术、能源、交通运输等行业密切相关，具有重要的战略意义。永磁材料的发展历史是永磁材料性能提高的历史。通过对描述永磁材料性能的介绍，分析选取永磁材料的原则。
　　通过对永磁同步电机结构的介绍，阐述了交流永磁同步电机的工作原理；通过对永磁同步电机工作电磁参数的阐述，分析如何提高永磁同步电机的运行性能。简述了一种永磁同步电机的设计过程。根据给定的技术条件，利用先进的电磁计算软件对电磁参数、定、转子冲片齿槽形状，定转子外形尺寸等进行计算，根据计算结果选取一些特殊的材料，再对计算结果进行核算。
　　永磁电机的结构特点决定了其制造技术的特殊性，永磁体的运输、使用、永磁式转子装配，永磁转子及定子总装配都是永磁电机的特有工艺。对于永磁电机特有的工艺过程及特殊的设备、工装进行简述。通过详细叙述永磁同步发电机的型式试验项点及试验方法，永磁同步发电机的试验报告及性能分析，对大型永磁同步电机的制造工艺及检测技术积累了经验。

目录

文摘

英文文摘

第1章 绪论

1.1 选题背景

1.2 交流永磁同步电机发展概况

1.3 课题提出

1.4 本课题主要内容

第2章 交流永磁同步电机的结构及其工作原理

2.1 永磁同步电机的结构及原理

2.2 永磁电机分类

2.3 转子磁路结构

2.3.1 表面式转子磁路结构

2.3.2 内置式转子磁路结构

2.3.3 爪极式转子磁路结构

2.4 永磁同步电动机的基本电磁关系

2.4.1 转速

2.4.2 感应电动势

2.4.3 交直轴电枢反应磁密

2.4.4 相量图

2.4.5 永磁同步电动机的电磁转矩

2.5 永磁同步发电机的运行性能

2.5.1 功率因数调节

2.5.2 固有电压调整率

2.5.3 电压波形正弦性畸变率

第3章 永磁同步电机的设计

3.1 永磁材料

3.1.1 永磁材料简介

3.1.2 永磁材料主要性能参数

3.1.3 永磁材料选取

3.2 永磁电机的等效磁路

3.2.1 永磁体的等效磁路

3.2.2 空载和负载的等效磁路

3.2.3 永磁体工作点的确定

3.3 永磁同步发电机永磁体体积估算

3.4 电磁设计

3.4.1 主要设计目标

3.4.2 设计过程

3.4.2 设计结果

第4章 永磁同步电机制造过程

4.1 永磁体(磁钢)使用注意事项

4.2 工作场地要求

4.3 永磁体(磁钢)准备

4.4 永磁体(磁钢)装配

4.4.1 铁心清理

4.4.2 磁钢安装

4.4.3 出现的问题及解决

4.5 电机定子与转子装配

4.6 重要零部件加工

4.6.1.转轴

4.6.2.机座加工

4.6.3.定子铁心装配

第5章 永磁同步发电机试验方法

5.1 试验工装、仪器仪表、工艺材料的准备

5.1.1 工装、仪器仪表

5.1.2 工艺材料

5.2 试验项目

5.3 试验过程

5.3.1 冷态检查项目

5.3.2 电机运行试验

5.3.3 热态试验项目

5.3.4 振动试验

5.3.5 噪声试验

5.4 注意事项

结 论

参考文献

致谢

攻读学位期间发表论文情况