电机设计论文提纲

论文题目：水泵用同步磁阻电机设计及转子强度研究

摘要：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。

关键词：同步磁阻电机;电机设计;损耗;转子强度

学科专业：电机与电器

摘要

Abstract

第1章 绪论

1.1 课题背景与研究意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 水泵用电机研究现状

1.2.2 同步磁阻电机研究现状

1.3 本文研究的主要内容

第2章 水泵用同步磁阻电机设计与优化

2.1 同步磁阻电机定子设计

2.1.1 电机主要尺寸设计

2.1.2 定子槽型与绕组设计

2.2 同步磁阻电机转子磁障设计与优化

2.2.1 转子磁障结构与磁障层数设计

2.2.2 转子磁障空气层占比与磁桥宽度设计

2.2.3 同步磁阻电机转子结构方案对比

2.2.4 同步磁阻电机转子结构优化

2.3 同步磁阻电机电磁特性分析

2.4 本章小结

第3章 水泵用同步磁阻电机电磁性能分析

3.1 同步磁阻电机损耗分析

3.1.1 同步磁阻电机绕组损耗计算

3.1.2 同步磁阻电机铁耗计算

3.2 电机转速和负载变化对损耗影响研究

3.3 同步磁阻电机效率计算

3.4 本章小结

第4章 水泵用同步磁阻电机转子强度校核

4.1 同步磁阻电机转子应力分析模型

4.2 同步磁阻电机转子强度分析

4.3 同步磁阻电机转子强度影响因素研究

4.3.1 磁桥宽度对电机转子强度影响

4.3.2 边肋厚度对电机转子强度影响

4.3.3 磁障空气层占比对电机转子强度影响

4.4 本章小结

结论

参考文献

致谢