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摘要：设计首先介绍了永磁同步电动机的发展历史及其分类和特点，之后结合在发展高性能调速永磁同步电动机中也遇到几个“ 瓶颈” 问题，指出了永磁电机发展的机遇；之后分析了调速永磁同步电机的基本设计理论，阐述了调速永磁同步电机的设计特点及思路。其中包括设计特点的介绍、主要尺寸的选择、永磁体选择及设计、转子磁路结构的选择等，并总结出永磁同步电动机的电磁设计流程。最后重点分析和设计了55kW/12000rpm/2P外置瓦片式调速永磁同步电动机具体的电磁设计部分，并在软件部分对计算结果进行了对比校正。39044
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毕业论文关键词： 调速永磁同步电机；基本设计理论；电磁设计
Design of 55kW / 12000rpm / 2P Efficient Permanent Magnet Synchronous Motor
Abstract: Design first introduced the development history of permanent magnet synchronous motor and classification and features, after considering the permanent magnet synchronous motor speed also meet several "bottleneck" problems, and points out the permanent magnet motor development opportunities; Then analysis of the basic theory of design of the permanent magnet synchronous motor .Including design features introduction, main size selection and rotor choose of the magnetic circuit structure, selection and design of permanent magnets and summarize the permanent magnet synchronous motor electromagnetic design process. Finally the paper analysis and design of permanent magnet synchronous motor 55kW External tile style of concrete electromagnetic design part and rectified the results by compared with the results in software part.
Keywords: permanent magnet synchronous; basic theory of design; electromagnetism design
目 录
1 绪论 1
1.1 课题研究的背景和意义 1
1.2 国内外研究水平与现状 2
1.3 永磁材料国内外发展及现状 3
1.3.1 永磁材料的发展历史 3
1.3.2 永磁材料产业的发展概况 5
1.3.3 永磁材料的应用领域 5
1.4 永磁电机及其发展概况 5
1.4.1 永磁电机的发展历史 5
1.4.2 永磁电机的分类与特点 6
1.4.3 永磁电机的应用 7
1.4.4 永磁电机的发展趋势 8
2 调速永磁电机基本设计理论 10
2.1 概述 10
2.2主要尺寸选择 10
2.3转子磁路结构的选择 11
2.4 永磁体选择设计 11
2.5 气隙磁密波形优化 13
2.6 齿槽转矩的抑制和低速平稳性的改善 13
3 调速永磁电机设计性能校核计算 14
3.1额定数据和技术要求 14
3.2主要尺寸 14
3.3永磁体的计算 17
3.4绕组计算 18
3.5磁路计算 18
3.6参数计算 21
3.7工作性能计算 24
3.8Ansoft Maxwell软件运行部分 26
4 结论 32
致谢 33
参考文献 34
1 绪论
1.1 课题研究的背景和意义
近些年来，科研人员持续地改进和提升永磁材料的性能，特别是热稳定性有所改善和耐腐蚀性有所加强的的钕铁硼永磁材料渐渐降低了价格和电力电子元器件的深入研发，以及现在对永久磁铁电动机的研究和开发经验慢慢走向了成熟，永磁电机现在在农业、国防、工业以及生活的其他方面有了越来越突出的表现。目前正朝着 高转速、高扭矩、高功能性的大功率化和微型化前行发展。目前，单个稀土永磁电动机的容量已超过1000千瓦，超过300000r/分钟的最大速度，最小转速小于0.01r/ min时，电机的最小外径仅为0.8毫米，长度为1.2毫米。