论文部分内容阅读
高速永磁电机具有转速高,电机尺寸小、功率密度高、动态响应快、效率高等显著优点,因此高速永磁电机的应用前景非常广阔。然而在高速永磁电机设计的过程中存在着许多的技术难点，如电机在高速运行时,产生的损耗大，对电机的工作寿命和运行的可靠性影响很大。电机的结构优化对设计者来说也有许多探讨的问题。本文对50W、25000r/min的高速直流无刷电机主要做了以下四项工作： 首先，对电机CAD系统进行业务流程和数据流程分析,通过一系列的了解，重点展现电机CAD系统界面和功能的实现，利用该系统可以计算出各种所需参数，并可以查看完整的电机参数。最后利用EXCEL进行数据库的开发，可以浏览所有设计参数，并进行修改。 其次，本文根据无刷直流电机的特点完成了Ansoft脚本文件的编制，提出了Ansoft Maxwell与Matlab GUI的接口，实现了BLDCM CAD系统操作界面上对有限元仿真与参数优化的一键式操作功能。以Matlab GUI为中介，实现了Ansoft Maxwell与Matlab/Simulink的协同仿真，仿真结果表明该系统可以为无刷直流电机系统的精确设计提供正确的参考数据。本文所做工作的意义在于服务无刷直流电机CAD系统，为电机设计的智能化、模块化、精确化等提供一种思路。 再次，针对高速永磁电机定子电流频率高、铁耗大、准确计算困难的问题，在高频下，工频定子铁心损耗的计算方法已不再适合于高速电机。由于高速永磁无刷直流电动机的磁场为步进磁场，采用二维有限元法对定子铁心的交变磁场和旋转磁场进行了分析。本文计算了基于分立铁耗原理定子损耗计算模型的参数。对其磁场采用谐波分析，在贝尔托蒂(Bertotti)铁耗计算模型的基础上将各次频率损耗叠加进行计算。 最后，针对电机的优化设计进行分析，从电机结构设计的角度探讨提高效率的方法。运用RMxprt进行路法计算电机的效率。对不同参数进行局部优化，综合考虑各参数与实际情况后，为利用有限元进行全面的性能分析提供了非常重要的依据。