2.4kW/1500rpm自启动永磁同步电机设计(2)
3.5绕组计算 22
3.6磁路计算 23
3.7参数计算 26
3.8工作特性计算 30
3.9起动性能计算 32
4 Ansoft Maxwell设计过程 36
4.1 Ansoft RMxprt ＆ Maxwell 2D简介 36
4.2采用RMxprt进行电磁设计 36
4.3 Ansoft Maxwell 2D磁场分析 37
总结与体会 40
致辞 41
参考文献 42
附录 43
1 绪论
1.1 课题研究背景、目的及意义
在“能源危机”的严峻形势影响下，世界各国都在积极寻找解决办法，在此背景下，我国能源形势也日趋紧张。我国的耗电量占世界耗电量的10%，然而GDP仅占世界的4%，其中由于效率低下，每一年都有2.5个三峡的发电量白白被浪费掉，因此国家极力倡导建设节约型社会，绿色发展。据统计，我国电动机总装机容量约为5.8亿千瓦，占全国总耗电量的60％一70％，其中。交流电动机为主，占90％左右。根据分析，我国的各类电机的运行效率比国外低三个到五个百分点，风机和泵类的效率相比于发达国家要低二到三个百分点，整体运行中的电机驱动系统运行效率比国外低了近20%。因此，交流电机是其中的用电大户，也正因为这一点，交流电机也是节能潜力最大的领域。目前中国节能市场上最具商业潜力的领域正是电机系统的节能。从以上数据不难看出，中国电机效率还有很大的提升空间，电机节能有很大的发展空间。
目前来说，电机节能的方式主要有三种：（1）优化原有的电机设计及传送系统；（2）采取新的控制技术；（3）采用高效高性能的电机取代原有电机。
异步电动机的优点主要包括结构相对简单、保养文护容易、可靠性高等，但是缺点也很明显，会从电网吸收大量无功功率，导致效率和功率因数都比较低。与感应电机相比，永磁同步电机在25%-120%负载范围内都可以保持较高水平的效率和功率因数，转子由永磁体励磁，可靠性高。自起动永磁同步电机（LS-PMSM）是一种无需起动设备辅助即可自行起动的永磁同步电机。
我国稀土资源丰富，稀土矿石的储量占全球的80％，号称稀土王国。稀土永磁材料己经成为国民经济各产业，尤其是电子和汽车工业的一种不可替代的基础材料,属于国家鼓励发展的新材料，被广泛用于电子、汽车、计算机、电力、机械、能源、环保、国防、医疗器械等众多领域，具有很好的应用前景。目前，我国稀土产量居世界前列，但稀土水磁产量的三分之二用于出口，国内用量只占三分之一，这其中用于电机的比例很小。同时，我国稀土永磁电机的科研水平已达到了国际先进水平。因此充分发挥我国稀士资源优势，大力研究和推广稀土永磁同步电动机，实现节能降耗，提高经济效益具有重要的现实意义
本课题主要内容及要求
本课题采用场路结合的设计方法研究并设计了一台2.8kW/1500rpm的自起动永磁同步电机。运用电磁场仿真软件Ansoft Maxwell完成对永磁同步电机的优化设计。首先采用该软件中的磁路法设计软件Rmxprt确定电机的主要尺寸以及绕组形式后，利用磁路计算的快速性的优势，排除较性能较差的结构尺寸，尽可能缩小供有限元方法计算的电机尺寸范围，然后采用Ansoft Maxwell2D对Rmxprt的计算结果进行分析，修正电机设计参数，最后结合两者的结果完成电机的设计。
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