永磁电机磁路计算程序开题报告.docxVIP

东南大学研究生课程 《电气工程设计与开发1_偏软》大作业选题报告及实施计划 院（系、所） 学科（专业） 研究生姓名 学科门类与学位级别 电气工程学院 电气工程 电机与电器 导 师 姓 名 入 学 年 月 选题报 告日 期 余海涛 2015年9月 2015 年 12 月 25 H 东南大学电气工程学院 填表须知 1、 选题内容要紧密结合课程内容。 2、 选题报告山研究生本人根据课程要求及导师意见，山研究牛:木人填写此表。 3、 选题报告填写完成后，必须经导师审批，通过后方能提交。 4、 选题报告经课程小组审核通过后，必须打印为纸质文档并提交，同时将电了文档通过电了邮件提 交。 5、 课程大作业结束时间为2016年6月1 H,实施方案请参照此时间。 6、 选题报告提交截止FI期2015年12月25 Ro 一、课程选题报告 选题 题目 永磁电机磁路计算程序 研究 方向 电机与电器 题H 来源 国家 部委 省 市 厂、矿 口选 有无合同 经费数 备注 横向项目 题目 类型 基础 研究 应用 研究 综合 研究 其它 应用基础研究 课程 指导 教师 选择 （备注：每位同学可以选择指导教师中的两位，其中一位为主选，另一位为备选， 指导教师从以下三位教师屮选择：蒋浩、黄允凯、王玉荣。） 主选教师：黄允凯 备选教师：蒋浩 选题报告内容 立题依据及价值 表贴式永磁同步电机具冇体积小、效率高、传矩密度大等优点，被广泛应用到众多工程 领域中，是一类极具发展潜力的节能环保型电机。木课题以表贴式永磁同步电机为研究对象， 通过对电机磁场和电磁性能进行解析建模，从而进一步进行磁路计算。 永磁电机的磁路由永磁体、空气隙和导磁材料组成。磁路设计是电机设计的关键环节， 即根据设计任务书的规定，利用磁路分析方法，通过计算来确定电机的各种尺寸和数据。电 机磁路是以主磁通所经过的以铁磁材料为主的路径，将实际电机屮非均勾分布的磁场等效为 多段平均磁路，在每段磁路中磁通沿截面均勾分布且磁场强度为恒值。与电路相似，磁路中 的磁势源，如永磁体和电枢磁势，是整个磁路的激励；类似屯路基本定律，磁路中的磁势源 和磁阻满足磁路欧姆定律、磁路基尔霍夫第一?定律和磁路基尔霍夫第二定律。 本课题通过修改电机的尺寸可以计算不同尺寸下电机的磁路，从而分析电机的性能。磁 极是永磁同步电机的关键组成部分。针对含不等厚磁极的表贴式永磁同步电机磁极参数难确 定的问题，可以采用离散思想和磁场叠加原理对传统了域模型法进行改进。分析了不等厚磁 极形状参数对电磁性能的影响机制，并结合粒子群算法对电机的磁极形状进行优化设计。该 设计方案有效地改善了气隙磁场分布、减小反电势谐波、削弱电机转矩波动，提高了电机的 整体性能。 基于上述理论分析，本课题通过对电机设计耍求和工况特点进行分析，计算不同电机尺 寸下的磁路，并利用计算机辅助设计手段，实现磁路计算的功能。 二、选题相关技术的国内外研究现状及动态 永磁电机的磁路由永磁体、空气隙和导磁材料组成。 国外利用永磁材料进行永磁同步电动机的开发已经有20多年的历史。1978年，法国的 CEM公司研制的ISOSYN系列0.55?18.5kW的稀十钻永磁同步电动机，效率比一般的异步电 动机高2%?10%,功率因数提高0.05?0.15o 我国在永磁同步电动机的开发和应用上取得重大成就，先后开发了应用于纺织行业中织 布机、细纱机以及化纤机械、风机泵类等多种规格和型号的永磁同步电动机，取得了较好的 经济效益。我国己研制成最大容量为110kW和250kW的永磁同步电动机。我国稀土资源丰富, 高性能的稀土永磁材料已实现产业化，钦铁硼的产量现己居世界第一位，钦铁硼的价格也趋 向合理。计算结果统计资料表明，屮小型永磁同步电动机的效率可提高5%,节电率10%,某 些专用永磁同步电机节电达15%?20%,所以发展永磁同步电动机是新世纪电机工业技术发 展趋势。 目前国内外对永磁同步电机设计研究主耍集中在两个方面： 结构设计研究 永磁同步电动机具有很高的矫顽力，故充磁方向很薄的永磁体就可提供较高的气隙磁密 和磁势。因此，除了传统的径向磁路结构外，当极数较少时，还可采用切向磁路结构或混合 式结构。国内外学者都在研究永磁同步电动机的各种转子形状，英设计准则都是通过增加磁 通、减弱电板反应或高速运行来提高功率密度和效率。 优化设计 在稀土永磁材料价格昂贵的情况下，考虑如何合理地选择永磁体的工作点，使之在满足 电机性能指标前提下，使所用的永磁材料最少，即电机的成本最小或体积最小。优化设计采 用计算机来完成，优化设计屮，通常选择永磁体体积作为目标函数。由于永磁体尺寸大小可 直接影响电机的各项性能指标，因而可直接选用永磁体形状尺寸作为设计变量，而将其他尺 寸都用这些变量来表示。 永磁同步电动机成木很高，