盘式微小型稀土永磁发电机的设计
毕业论文关键词 微型永磁电机 总体结构设计 永磁材料 磁路分析 电机计算
Title Design of Micro Disc type Permanent magnet Motor
Abstract Combining with requirements of the project,with disc type permanent magnet motor asthe research object, this paper designs a micro disc type permanent magnet motor withsingle stator and double rotors on the basis of the original disc type permanent magnetmotor,It is a kind of micro permanent magnet motor, which is suitable for missileborne power supply. It has the characteristics of anti high overload, high speed,high output and high efficiency.It mainly includes the following aspects:1.Analyses the four basic structures, operation principles and characteristics ofthe disk motor .A disc type permanent magnet motor is proposed, which is composedwith double rotor clip middle stator.After analyzing the advantages and disadvantagesof the structure, the overall design scheme is determined.2.Permanent magnet material is analyzed and selected..The structure size of statorand rotor is designed according to the characteristics of anti high overload and highspeed.3.The whole magnetic circuit is analyzed and calculated.4.The input and output characteristics and the efficiency of the disc motor isanalyzed and calculated.5.Summarize the subject and determine the motor to meet the micro, anti high overload,high speed, high output and high efficiency, etc..
Keywords Micro permanent magnet motor General structure design Permanentmagnetic material Magnetic circuit analysis Motor calculation
目次
1绪论.1
1.1选题的依据及意义1
1.2盘式稀土永磁电机的发展和研究现状..2
1.3本课题的主要研究内容和要求3
1.4本章小结..4
2盘式稀土永磁同步发电机的选型分析及总体方案设计..5
2.1盘式永磁同步发电机的主要结构及其特点5
2.2双转子单定子盘式无铁心永磁同步电机.8
2.3本章小结..10
3永磁材料分析选取及定转子结构设计11
3.1永磁材料的分析选取11
3.2转子的结构设计..13
3.3定子的结构设计..14
3.4本章小结..15
4盘式稀土永磁电机的磁路分析16
4.1永磁电机的等效磁路..16
4.2主磁路分析.21
4.3本章小结..23
5电机输出特性及效率的计算与分析.24
5.1额定数据..24
5.2电机输出特性24
5.3效率的计算与分析.27
5.4本章小结..29
结论.30
致谢32
参考文献.33
附录A计算清单.36
1 绪 论1.1 选题的背景及意义电机行业是我国制造行业之中较大的行业之一。 它既是体现各行各业的自动化水平的重要基础产品，又是和人类的生活联系紧密的通用产品[1]。国内通常将电机按功率的大小分成三大类，分别是小功率电机、中小型电机和大型电机。改革开放后，我国加入了WTO 组织，世界制造业重心渐渐地向中国的转移，中国的电机制造业迅速发展，世界上 60%的电机都是在中国生产[2]。各种类型的电机在工业和生活的各方面中正起着越来越大的作用。中小功率电机是我国工业体系中的一个非常重要的组成部分，是很多主机产品的驱动、控制执行部件。电机技术在不断发展、不断进步和不断的创新，使得这个行业的科技含量不断升高，拥有着良好的成长性[3]。从上世纪 90年代以来，受于环境污染和能源紧缺的压力，清洁能源技术和可再生能源技术得到了迅速发展[4]。世界上的各主要工业国加大了对太阳能、氢能、风力发电和燃料电池技术的开发和应用[5]。随着便携式设备、无线传感网络、微机电系统等领域的发展，对毫瓦至瓦特量级的能源供给提出了更高的要求[6]，例如体积小型或微型化、稳定性好、效率高、工作时间长等。近年来有关将环境中的光能、热能、机械能和磁能等转化为可供负载使用的电能[7]-[9]的研究越来越受到关注，例如太阳能[10]、热电[11]-[12]、压电[13]-[14]、静电[15]和磁电[16]等各类发电机。每种原理的发电机都有其各自的特点[17]。而磁电发电机中的稀土永磁电机具有结构简单、体小量轻、效率高和功率因数高等优良特性，近年来发展迅速，是电机学科的重要发展方向[18]。所以大力应用新型稀土永磁材料带动高兴技术产业及相关行业发展，研究与发展高性能和高效率的稀土永磁电机， 这对将我国的稀土资源优势向技术经济优势转化具有重要的意义[19]。而磁电发电机分为振动式和旋转式[20]。 振动式磁电发电机最大输出功率受固有频率的限制[5]，另外，如果振动源不稳定，会造成输出能量的不规则[21]。旋转式磁电发电机利用环境中的机械能驱动转子旋转[22]，由电磁感应原理可得，线圈切割磁感线会使得线圈导体中产生感应电动势。由于旋转式磁电发电机轴向尺寸小，因此，体积小于其他类型的发电机[23]。综上所述，应课题要求，当选择扁平式的盘式发电机作为研究设计对象。