永磁同步电机减振优化设计与研究

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1、工学硕士学位论文永磁同步电机减振优化设计与研究李飞哈尔滨理工大学2018年3月国内图书分类号:TM343工学硕士学位论文永磁同步电机减振优化设计与研究硕士研究生：李飞导师：谢颖申请学位级别：工学硕士学科、专业：电机与电器所在单位：电气与电子工程学院答辩日期：2018年3月授予学位单位：哈尔滨理工大学ClassifiedIndex:TM343DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringOptimizedDesignandResearchofVibrationReductionwithaPerma

2、nentMagnetSynchronousmotorCandidate：LiFeiSupervisor：XieYingAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ElectricalMachineandApparatusDateofOralExamination：March,2018University：HarbinUniversityofScienceandTechnology哈尔滨理工大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文《永磁同步电机减振

3、优化设计与研究》，是本人在导师指导下，在哈尔滨理工大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。据本人所知，论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文研究工作做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。作者签名：李飞日期：2018年3月29日哈尔滨理工大学硕士学位论文使用授权书《永磁同步电机减振优化设计与研究》系本人在哈尔滨理工大学攻读硕士学位期间在导师指导下完成的硕士学位论文。本论文的研究成果归哈尔滨理工大学所有，本论文的研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解哈尔

4、滨理工大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门提交论文和电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权哈尔滨理工大学可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。本学位论文属于保密，在年解密后适用授权书。不保密。（请在以上相应方框内打√）作者签名：李飞日期：2018年3月29日导师签名：谢颖日期：2018年3月29日永磁同步电机减振优化设计与研究摘要永磁同步电机由于在同功率下其体积小、结构简单等一些优点，越来越多的受到各行各业的青睐，广泛的应用于交通、矿业、医疗、航空航天等不同领域。近些年尤其

5、在我国的新能源汽车行业，永磁同步电机的使用更为普遍。永磁同步电机在正常运行时，同其他传统类型的电机一样，都会产生振动，不仅会影响到电机本身的性能和使用时长，也会影响到汽车的舒适性等。特别是在一些对振动要求较高的场合，永磁同步电机的振动问题就显得较为突出。本文以一台内置永磁同步电机为研究对象展开振动情况研究，结合样机的基本参数，建立了二维有限元模型。计算了电机在空载和负载两种运行工况时候的磁密，并进行了谐波分析。根据麦克斯韦张量公式，计算了空载和负载工况下随空间时间变化的径向电磁力密度，并总结了定子齿下径向电磁力密度的分布规律。然后依据

6、之前得到的径向电磁力密度的分布规律，结合定子的开槽效应理论和磁力线沿磁阻最小路径通过的原则，提出了一种定子齿顶圆弧偏移的结构，计算和对比了偏移不同距离时定子齿所受到的径向电磁力密度。针对优化后的新结构，对样机进行了径向电磁力密度计算，以及频谱分析的对比。以及分析了优化后样机的一些电磁性能，包括输出转矩平均值、转矩波动范围和齿槽转矩。通过实验，测取了原样机的实测转速、转矩输出和功率。再将之前计算的随时间变化的径向电磁力作为载荷条件，建立了三维有限元模型后，添加到其定子齿上。对优化前和优化后的样机分别进行了振动计算，提取了位移曲线进行对比

7、，同时对位移波形进行频谱分析。对于原样机，文章进行了振动位移的实验测试工作，提取稳定运行时样机的振动位移，同时与有限元计算结果进行比较，验证了文章所采用有限元方法的正确性和可靠性。文中对定子铁心和整机结构进行了模态分析，得到了低阶模态振型的频率。对转子进行了静力学分析，总结了磁桥厚度和转速对转子形变和应力的影响规律。关键词永磁同步电机；齿顶偏移；径向电磁力密度；电磁振动；频谱分析-I-OptimizedDesignandResearchofVibrationReductionwithaPermanentMagnetSynchronou

8、sMotorAbstractBecauseofitssmallsizeandsimplestructure,permanentmagnetsynchronousmotor(PMSM)ismoreandmorepopula