胶带输送机永磁直驱电机的设计及控制系统的研究
现有的大型机械设备，比如胶带输送机的驱动方式主要为异步电机配合液力耦合器以及减速器共同使用，但是，这种传动方式会导致机械系统的损耗非常大。近几年来，稀土永磁材料在研制与开发上取得了巨大的进展，价格便宜、性能优异的稀土永磁材料迅速取得了生产厂商的信赖，其主要优点是高效节能，使得永磁同步电机得以快速发展，正逐步取代传统的电励磁电机。由于永磁同步电机自身结构的特点，可以制成多极，用永磁同步电机无齿直驱的驱动方式取代传统异步电机与减速机、液力耦合器配合使用的方式受到越来越广泛的关注。因此本文采用胶带输送机直接驱动方式以达到高效节能的目的。 本文首先介绍了胶带输送机直驱的意义，简述了现有驱动方式以及发展趋势，对现有驱动方式的中间机构进行了传动特性分析。对永磁材料进行了详细的介绍，结合低速大转矩永磁同步电机的传动特点，选择合适的永磁体，采用新型拓扑定子绕组排序结构，使各相绕组连续绕制，相互之间没有叠压，不仅方便绕制，而且绕组的端部较短，可以显著的减少用铜量和铜耗，效率较高。这样的绕线方式非常容易制成多极数，由于极数较多、转速较低，电机的输出转矩也较大。 接着对低速大转矩永磁同步电机主要尺寸以及电磁负荷进行选定，对电机其他尺寸以及磁路参数进行详细计算与优化，通过RMxprt模块对电机进行详细的电磁参数计算，得出电机稳态参数、电机空载磁路数据以及电机满载数据等。利用Maxwell2D对永磁同步电机进行模型建立、加载边界条件、网格剖分以及求解后处理。在此基础上对电机进行了气隙磁密分析以及谐波分析，最后对电机的空载以及满载状态进行了磁场有限元分析，确定电机的磁场分布较为合理，可以达到设计要求。提出了模糊自适应PID控制，对永磁同步电机矢量控制系统进行了仿真，最后通过仿真对比表明采用闭环模糊自适应PID矢量控制可以使整个调速系统性能更加优异。
胶带输送机;永磁同步电机;结构设计;驱动方式;控制系统
辽宁工程技术大学
硕士
机械电子工程
高永新
2017
中文
TH222
93
2018-12-11（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）