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高转矩密度永磁电机的优化设计

1.7万字 46页 原创作品，已通过查重系统


摘要直接驱动技术受到越来越多的关注，成为当前电机领域的研究热点。不同于其他驱动系统，高性能电机已然成为直接驱动技术的核心，除了需要有高功率密度和高效率外，低速大转矩也是必不可少的。过去的几十年中，永磁电机因其固有的结构坚固、功率密度高和效率高等优势而极具吸引力。
论文简要介绍高转矩密度永磁电机的研究背景，磁齿轮的设计及应用，磁齿轮数学模型的构建，以及基于磁齿轮原理的永磁游标电机数学模型。建立磁齿轮仿真模型，验证了磁齿轮的数学模型的正确性，并通过仿真简要说明了“磁齿轮效应”。另外，对永磁游标电机进行参数化建模，主要通过对气隙厚度、永磁体厚度以及永磁体位置优化，利用有限元仿真来验证优化方案的合理性，以期在保证转矩密度较高的情况下尽量减小转矩脉动，涡流损耗和铁损。
对所建的表贴式PMV电机（下文简述为OPMV电机）模型进行参数修改，在仿真对比了不同气隙厚度和永磁体厚度情况下的转矩幅值及脉动后，获得了一组效果较为理想的模型数据。并在此基础上为了再度提高PMV电机的性能，提出了Spoke型PMV电机（因为此类电机属于内嵌式电机，下文简述为IPMV电机）模型。对模型进行了仿真分析，发现所提出的IPMV电机较OPMV电机性能更好。最后总结分析了本次毕业设计的优缺点，为进一步研究提供了参考方向。


关键词：永磁电机；永磁游标电机；磁齿轮；有限元；
Q95;