水泵用同步磁阻电机设计及转子强度研究
水泵作为现代制造业和居民用水的重要供水设备应用非常广泛，我国现用水泵普遍使用感应电机进行拖动。由于感应电机存在能耗高、效率低的不足，导致其在生产和生活供水中消耗了大量电能，因此开发适用于水泵工作特点的新型电机对节约能耗、提高效率具有重大意义。本文以恒压供水泵为应用背景，对同步磁阻电机设计、优化和转子强度展开深入研究，主要工作包括以下几个方面： 基于交流电机设计理论，进行同步磁阻电机电磁设计。确定了电机主要尺寸，设计出定子槽型和绕组排布。提出了一种磁障形状不同且宽度渐变的转子结构，并采用田口法优化了该结构，优化后电机效率提高了0.5%，功率因数提高了1.37%，凸极比提升了1.67%。研究了电机磁力线、磁场强度和气隙磁密分布情况，验证了同步磁阻电机电磁设计的合理性。 基于同步磁阻电机设计，分析其电磁性能。采用有限元法计算出额定工况下电机绕组损耗。通过分析定子铁芯不同部位处磁密，计算出定子铁耗和铁耗密度。研究了绕组损耗、铁耗随负载转矩和转速的变化规律，并计算出电机效率最高达到92%。 为保证电机可靠运行，校核电机转子强度。建立了转子应力分析模型，分析了转速上升过程中转子应力和转子形变量变化趋势，得出了额定转速下转子最大应力小于转子材料最大屈服极限。考虑到转子磁障结构影响转子强度，研究了不同磁障结构参数下转子强度变化，得出了优化后的转子结构满足额定转速下的强度要求。
恒压供水泵;同步磁阻电机;结构设计;转子强度
哈尔滨理工大学
硕士
电机与电器
戈宝军
2022
中文
TM352
2022-09-21（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）