u型单相永磁同步电机研究与的分析

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1、ADissertationSubmittedtoGuangdongUniversityofTechnologyfortheDegreeofMasterofEngineeringScienceResearchandAnalysisofU--shapeSingle--PhasePermanent··magnetSynchronousMotorsCandidate：YinXianboSupervisor：Prof．HuangKaishengMay2014SchooIofAutomationGuangdongUniversityofTechnologyGuangzhou，Guangd

2、ong，P．R．China，510006摘要本文研究与分析了一种U型定子铁芯结构的单相永磁同步电动机。该电动机的气隙为不均匀结构，其励磁绕组为单相集中绕组，电动机接通单相交流电源后能够直接起动，是一种结构非常简单的单相永磁同步电动机。首先，对U型单相永磁同步电动机的结构及其工作原理进行阐述，介绍这种电动机的数学模型与等效电路，并运用磁路法与有限元法对其进行分析。其次，对U型单相永磁同步电动机进行设计。结合磁路分析和有限元分析方法阐述了U型单相永磁同步电动机的设计过程，确定了电动机铁芯主要尺寸，转子永磁体材料及尺寸、气隙长度和绕组等，并对电动机的性能进行仿真计算。再次，采用An

3、sysMaxwell建立电动机的二维有限元模型，对电动机的静态特性进行仿真和分析。通过对均匀气隙和不均匀气隙U型单相永磁同步电动机静态特性的仿真，确定了电动机通电之前转子所处的位置(转子静止位置)，从而证明了均匀气隙结构U型单相永磁同步电动机不能产生起动力矩，不均匀气隙结构U型单相永磁同步电动机能产生起动力矩这样的结论。最后，在二维有限元模型对电动机的稳态和瞬态过程进行了分析。论文对U型单相永磁同步电动机的更深入研究与分析具有一定的指导作用与实际意义。关键字：U型铁芯；单相永磁同步电动机；不均匀气隙；AnsysMaxwell；有限元分析广东工业大学硕士学位论文Abstract

4、ThisdissertationanalyzesandstudiesaU·-shapesingle--phasepermanentmagnetsynchronousmotor．Themotorisline··startingwhenconnectstothesingle··phaseACpowerwithasymmetricalairgaps仃uctureandsingleconcentratedwinding．Itisaspecialkindofsingle-phasesynchronousmotorwithverysimplesn．Ilctllre．Firstly,the

5、dissertationelaboratesthestructureandprincipleofworkofthemotor,andthemathematicalmodelsandequivalentcircuitsofthismotorareintroducedandanalyzed．ThedissertationanalyzesthemotorwithmagneticandFEMmethod．Secondly,thedissertationusesmagneticandFEAmethodtodesignthisU·shapesinge-phasepermanentsync

6、hronousmotor,determiningthemaindimensionsofcore，permanentmagnetmaterialanddimensions，thegapsizeandthewindingparameters，andtheperformanceofthismotoriscalculated．Thirdly,thedissertationestablishesatwo-dimensionalfiniteelementmodelwithAnsysMaxwell，analyzingthestaticperformanceofthismotor,andth

7、eresultsconfirmthattheasymmetricalairgaps打ucturecanmaketheU—shapesinge—phasepermanentsynchronousmotorline-starting．ThedissertationusesvirtualdisplacementscanningmethodtodeterminetherotorstoppositionofthisU—shapesinge-phasepermanentsynchronousmotor．Finall