永磁屏蔽电机的磁场分析和损耗计算

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随着科学技术特别是永磁技术的发展,以及国家对于电机节能标准的要求不断提高,管道屏蔽电泵用屏蔽电机逐渐采用永磁结构的屏蔽电机。永磁屏蔽电机结构简单、效率高,具有良好的应用前景。本文对于永磁屏蔽电机本体的损耗进行了研究,包括了磁场分析、性能分析及损耗计算等方面。  论文的主要工作包括:  (1)首先阐述了永磁屏蔽电机的结构及特点,给出了屏蔽电机损耗的解析法及三维有限元计算方法。然后利用Maxwell软件建立电机三维电磁模型,比较分析了径向磁化、平行磁化两种磁化方向以及有齿尖及无齿尖两种结构永磁屏蔽电机的空载参数。结果表明有齿尖结构永磁屏蔽电机的空载气隙磁密基波幅值较大、齿槽转矩较大。同时分析了齿尖结构参数对两种磁化方向电机空载磁场参数的影响。  (2)分析无刷直流永磁屏蔽电机的结构和工作原理,并在Maxwell软件以及外电路模块中建立电机的有限元模型和控制电路模型。计算得出了无刷直流永磁屏蔽电机的性能参数。并分析2D方法及3D方法计算无刷直流永磁屏蔽电机损耗结果的差异,结果表明2D方法计算结果误差较大。分析了转速对损耗的影响,表明电机各项损耗与转速成正比。最后计算了在转矩相同和电压相同两种情况下,有齿尖及无齿尖结构的无刷直流永磁屏蔽电机负载磁场和各种损耗。计算结果表明,有齿尖结构无刷直流永磁屏蔽电机性能更优。  (3)给出了永磁同步屏蔽电机的磁路,计算了永磁同步屏蔽电机的各项损耗,并分析了永磁同步屏蔽电机中屏蔽套参数及转速对各损耗的影响,结果表明屏蔽套损耗与屏蔽套电导率成反比、屏蔽套损耗与屏蔽套厚度成正比。然后比较了有齿尖结构及无齿尖结构的永磁同步电机负载磁场和各种损耗。并通过实验验证了计算的准确性。
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