曳引機用外轉子永磁同步電動機的分析與優(yōu)化設計.pdf

1、分類號：UDC：密級：學校代號：11845學號：2111304146廣東工業(yè)大學碩士學位論文(工程碩士)曳引機用外轉子永磁同步電動機的分析與優(yōu)化設計楊國龍校內導師姓名、職稱：黃玨勝教授校外導師姓名、職稱：割延艮高工學科(專業(yè))或領域名稱：電氬工程學生所屬學院：自動化堂院論文答辯日期：2Q!魚生5目2窆目摘要摘要在日常生活中，電梯作為垂直方向升降的交通運輸工具，其占用面積小，同時通過電氣或其它方式的控制可以將乘客和貨物安全、合理、有效地送

2、到不同的樓層。由于電梯具備較多的優(yōu)點，已經成為與人們工作生活息息相關的重要組成部分，而曳引機是電梯的主要組成部分，曳引機通常由電動機、減速機、制動器、和底座等部件組成，其中曳引機中的主要部分為電動機，因此，電機為電梯的主要部件之一。在傳統(tǒng)的曳引機中，大多采用的是三相異步電動機，這種電機效率較低，并且在運行中噪音、振動較大、安裝維修困難。而永磁同步電動機具有體積小、高效節(jié)能、輸出轉矩平穩(wěn)和起動轉矩大等優(yōu)點，是一種新型的高效特種電機，在各個

3、電機生產企業(yè)、高校及研究單位得到了很好的評價。但是，永磁同步電動機存在著齒槽轉矩和電磁噪音的問題。本課題來源于廣州廣日電梯工業(yè)有限公司，是關于設計和優(yōu)化一款曳引機用外轉子永磁同步電動機，使其達到效率高、振動小、噪音低和齒槽轉矩低等優(yōu)點。首先介紹永磁同步電動機的基本結構、工作原理及數學模型等，然后介紹ANSYS軟件的相關知識和如何通過ANSYS有限元軟件中Maxwell模塊建立二維模型的方法。通過理論分析選出永磁同步電動機的槽極配合分別為

4、36槽30極、36槽32極、36槽34極。對三種不同的槽極配合進行徑向力波分析，優(yōu)化分數槽永磁同步電動機固有的電磁噪音，經過對比分析，最佳的槽極配合為36槽30極，能夠有效減少氣隙磁密的諧波含量。除此之外，基于永磁同步電動機固有的齒槽轉矩問題，根據永磁同步電動機產生齒槽轉矩機理進行分析，通過優(yōu)化極弧系數和采用不等厚永磁體進行優(yōu)化，可以有效降低永磁同步電動機的齒槽轉矩?；贛axwell2D建立的有限元模型，將磁鋼的極弧系數和偏心距分別設

5、為變量，進行掃描分析，仿真結果表明，在合理的范圍內，存在一個最優(yōu)的極弧系數和偏心距使該款電動機的齒槽轉矩得到明顯削弱。最后，根據優(yōu)化后的尺寸參數試制樣機，對其各個性能參數、振動和噪音進行測試，通過對比分析樣機的性能與Maxwell2D仿真值，主要的性能誤差均在5％以內，滿足優(yōu)化設計的要求，同時也驗證了Maxwell2D有限元仿真的正確性。本文在工程實踐和理論上有較高的參考價值。關鍵詞：電梯；曳引機；外轉子永磁同步電動機；槽極配合；電磁噪