梁华[1]2003年在《稀土永磁同步电动机CAD软件开发及其优化设计方法研究》文中认为近年来，能源短缺已成为世界各国所共同关注的问题。稀土永磁同步电动机具有效率高，功率密度大，成本低，运行可靠，节能效果好等优点，随着永磁材料的不断发展，稀土永磁同步电动机必将在各个领域得到越来越广泛的应用。 在工程中进行电机设计时，一般都是由工程人员根据经验提出一个初步方案，然后进行试制与调整。随着大批有经验工程师的纷纷退离，这种模式失去了赖以生存的环境。神经网络方法较好地模拟了人类大脑的思维活动过程，与上述的设计模式极为类似，故具有一定的研究价值。 本文阐述了稀土永磁同步电动机的传统设计方法和传统的优化方法，及现在常用的优化设计方法，如：遗传算法、专家系统。阐述了部分优化算法的原理，并分析了各种方法的特点。在研究稀土永磁同步电动机特点的基础上，完成了稀土永磁同步电动机传统设计方法的设计软件。该软件运行于Windows 9x／Windows NT操作平台，基于面向对象的方法，采用模块化结构设计，初步实现了电机设计的功能。其次，本文根据稀土永磁同步电动机的特征，采用参数神经网络，并采用基于LM规则的改进BP算法，用神经网络进行类比，训练文中确立的稀土永磁同步电动机样本，以实现对参数的泛化能力。 仿真结果表明：神经网络用于电机设计系统，该方法是可行的。
张敏[2]2006年在《稀土永磁同步电动机CAD系统》文中指出本课题结合国家863计划项目防爆稀土永磁同步电动机而开发。稀土永磁同步电动机体积小、重量轻、功率因数高、效率高、节能效果明显,随着高性能稀土永磁材料的发展,必将得到广泛应用。本文针对稀土永磁同步电动机的设计特点,研究稀土永磁同步电动机CAD系统的开发。 论文在广泛收集电机CAD领域的学科动态,深入研究稀土永磁同步电动机设计特点和设计方法的基础上,对此类电机电磁设计过程中的关键技术(磁钢失磁问题)进行研究,提出适合计算机计算的稀土永磁同步电动机的设计算法和优化算法。采用Borland公司的面向对象编程语言C++ Builder6开发出稀土永磁同步电动机CAD系统。该CAD系统是基于工程数据库管理,运行于Windows操作系统的模块化开放式CAD软件,软件集电机电磁设计、优化设计、性能预测、电机设计方案与结构图输出为一体,界面友好,操作使用方便,能有效地引导电机设计人员进行稀土永磁同步电动机的电磁设计。 本文对稀土永磁同步电动机CAD软件的软件规划和软件实现做了详细的介绍,对软件设计过程中的关键技术,如数据库技术、图形处理技术、优化算法,做了一些探讨。论文给出了一个设计优化实例,良好的设计结果验证了CAD软件的准确实用性。
方向[3]2008年在《稀土永磁同步电动机优化设计》文中进行了进一步梳理稀土永磁同步电动机具有功率因数高、效率高、节能效果明显、运行可靠等优点,所以应用前景十分广阔。对于稀土永磁同步电动机的电机设计,如何能做到在满足主要性能指标的同时,使成本降低,这既是电机设计人员的目标,更是以营利为目的的生产企业的目标。本文根据稀土永磁同步电动机的设计特点,研究了稀土永磁同步电动机的优化设计技术和CAD(Computer Aided Design)系统的开发。本文介绍了电机优化设计和CAD技术的现状和发展。分析了稀土永磁同步电动机性能特点和设计方法。详细探讨了稀土永磁同步电动机优化设计数学模型的建立、优化算法的选择、离散变量的处理、优化算法与电机计算机辅助设计接口等问题,并采用遗传算法(Genetic Algorithm,GA)对优化问题进行求解。优化计算实例表明,遗传算法是解决稀土永磁同步电动机优化设计问题的一种较好的方法。在Windows系统下,采用Borland C++Builder 6开发了稀土永磁同步电动机CAD系统。本系统采用“功能模块化,系统集成化”的现代软件工程思想,以工程数据库为核心。软件集分析计算、优化设计及多种辅助功能为一体,形成完整的计算机辅助设计软件。本文对稀土永磁同步电动机CAD系统各部分的功能进行了介绍。阐述了数据库技术在本系统中的应用,整个系统在数据库管理系统的组织下,能自动的实现从数据库中存、取数据,形成输入、输出文件。应用结果表明,本软件能达到到降低成本、提高产品质量、缩短产品开发周期的目的。
于喜伟[4]2009年在《复合式永磁同步电动机设计及其CAD系统开发》文中进行了进一步梳理为解决游梁式抽油机电机需要重载起动和正常运行时“大马拉小车”的矛盾,本文研制了一台复合式永磁同步电动机,其结构由同轴的一台永磁同步电动机和一台叁相异步电动机组成。起动时,两台电机同时工作,很容易将负载拖动;当转速接近同步时,叁相异步电动机停止工作,可以有效地解决“大马拉小车”问题。为了今后缩短类似电动机的研制周期,在深入研究永磁同步电动机设计特点和设计方法的基础上,对此类电机电磁设计过程中的关键技术进行研究,采用Borland公司的面向对象编程语言C++ Builder6开发出了永磁同步电动机CAD系统。该CAD系统是基于工程数据库管理,运行于Windows操作系统的模块化开放式CAD软件,软件集电机电磁设计、优化设计、性能预测、电机设计方案与结构图输出为一体,界面友好,操作使用方便,能有效地引导电机设计人员进行稀土永磁同步电动机的电磁设计。本文研制的复合式永磁同步电动机已经在大庆油田某采油厂正式运行,该机与改进前的电机相比,起动性能明显增强,正常运行时电机的性能指标极大的提高了。
刘敏[5]2008年在《永磁直流电动机CAD》文中研究表明随着永磁材料和功率电子元器件的不断进步,永磁直流电动机得到了快速的发展,它们在国防、航空航天、现代科技和日常的各个领域都有广泛的应用。因此,在电机技术领域内,合理正确地设计永磁直流电动机就成为一个越来越重要的课题。本文针对永磁直流电动机的设计特点,研究永磁直流电动机CAD系统的软件开发。电机设计是一个需要反复核算的过程,这无疑加大了设计人员的工作量。设计者不仅要提出各种可能的设计方案,还要进行大量的重复计算工作,以验证方案的效果。因此,实现电机的计算机辅助设计能大大简化设计过程,设计人员的主要精力可放在寻找新方法上,其它的计算、校核工作可由计算机自动完成。本论文通过对电机CAD设计的理论与方法的研究,提出了面向用户的电机CAD概念,进行了CAD的系统设计和实现。论文介绍了永磁直流电动机的应用及其电机设计技术指标,分析了电机CAD技术的现状和发展。在深入研究永磁直流电动机特点的基础上,提出了适合计算机计算的永磁直流电动机的设计方法,完成了永磁直流电动机传统设计方法的CAD系统。系统采用Borland公司开发的一种面向对象的编程语言C++Builder6.0,基于工程数据库管理,采用模块化结构设计,全面实现了电机设计的功能。该CAD系统集电机电磁设计、性能测试、电机设计方案与电机特性曲线输出为一体,界面友好,操作使用方便,能有效地引导电机设计人员进行永磁直流电动机的电磁设计。本文对永磁直流电动机CAD软件的软件规划和软件实现做了详细的介绍,对软件设计过程中的关键技术,如数据库技术、图形处理技术做了一些探讨。论文给出了若干永磁直流电动机样机的主要性能指标的设计值和试验值的对比分析,良好的设计结果验证了CAD软件的准确实用性,适合于生产厂家对该系列永磁直流电动机进行电磁设计,具有一定的实用价值。
杨浩东[6]2004年在《电动床用无刷直流电动机系统研究》文中研究指明本文研究课题来源于国家科技部“十五”攻关项目，是以电动床为应用背景，研究开发高性能稀土永磁无刷直流电动机系统。 在论文中，详细分析了稀土永磁无刷直流电动机的运行原理，研究了稀土永磁无刷直流电动机的基本设计方法，给出了电动床用稀土永磁无刷直流电动机的电磁设计方案，对该设计方案在Ansoft软件下进行了有限元仿真，验证了电机的电磁设计方案，并建立了在Matlab工具箱Power System Block下的稀土永磁无刷直流电动机动态数学模型，通过仿真得出了关于该电机的仿真波形；同时也根据电动床用无刷直流电动机系统的使用要求，设计了无刷直流电动机系统的控制器部分，给出了由TMS320LF2407A开发的DSP无刷直流电动机控制器最小系统详细的硬件和软件结构，并在原理样机上对控制器软件进行了调试。项目中电机设计采用了作者参与开发的稀土永磁无刷直流电动机CAD软件，在文中也对该软件进行了介绍，给出了关于该CAD软件的主要设计思想和结构框架，并对软件编写中的一些技术难点提出了有效的解决途径和方法。
王文博[7]2011年在《直驱式外转子永磁同步风力发电机及计算机辅助设计》文中指出风能作为一种清洁的可再生能源,越来越被人们所关注,风力发电更是受到人们的重视。现代风力发电技术的发展趋势一是无刷化,二是采用取消增速机构的风力机直接驱动的低速发电机,其中最典型的是直驱式永磁风力发电机。直驱式外转子永磁同步风力发电机是去掉了风力发电系统中常见的齿轮箱,让风力机直接拖动电机外转子运转在低速状态的外转子永磁同步发电机。它不同于电励磁的凸极同步发电机,而是采用高磁能积的永磁材料作为磁极,就省去了励磁绕组产生的损耗,使得电机的结构变得简单,效率也随之提高。与其它结构的风力发电机相比,直驱式外转子永磁同步风力发电机的最大特点是它的级数多,转速慢,启动力矩小。这样风力机可以最大限度的捕获风能,并且具有较宽的转速运行范围以适应因风速变化引起的风力机转速的变化。因此在风力发电系统中得到了比较广泛的应用。首先,论文介绍了现阶段风力发电机的种类以及直驱式外转子永磁同步风力发电机的结构及其特点。论文介绍了直驱式外转子永磁同步风力发电机的运行性能,然后在参考电机设计相关理论以及研究直驱式外转子永磁同步风力发电机运行性能的基础上,开发了适合于直驱式外转子永磁同步风力发电机设计的电磁计算程序。其次,论文在广泛收集电机CAD领域的发展动态,深入研究直驱式外转子永磁同步风力发电机设计特点和设计方法的基础上,采用Borland公司的面向对象编程语言C++Builder6.0开发出直驱式外转子永磁同步风力发电机CAD系统。该CAD系统是基于工程数据库管理和基于Windows操作系统的模块化开放式CAD软件,软件集电机设计、特性曲线、打印报表等为一体,界面友好,操作使用方便,能有效地引导电机设计人员进行直驱式外转子永磁同步风力发电机的设计。本文对直驱式外转子永磁同步风力发电机CAD软件的软件规划和软件实现做了详细介绍,对软件设计过程中的关键技术,如数据库技术、迭代过程处理、图形处理技术等,做了深入探讨。对于系统中的一些设计难点,提出了有效解决方法,并给出了程序编写思路。最后,论文给出了一个设计实例,设计结果证明了直驱式外转子永磁同步风力发电机CAD系统的准确可靠性。该系统具有功能强大、操作及维护方便、界面友好、计算准确等特点。
曹永娟[8]2005年在《高性能永磁同步电机性能分析与设计》文中研究指明永磁同步电动机具有结构简单、体积小、重量轻和高效节能等一系列优点,近年来得到了迅速发展。高性能稀土永磁材料的出现,其优越的磁性能和相对较低的价格,使得高性能永磁同步电机的开发和研究成为世界各国的热点。本文在介绍永磁同步电动机结构特点和电磁场有限元数值计算方法基础上,借助近些年来发展迅速的电磁场数值计算工具――有限元软件ANSYS,对永磁同步电动机内部电磁场进行分析计算,获得永磁同步电动机空载及负载运行时的交、直轴电枢反应磁场,由此得到磁路法中不易准确计算的一些主要系数和参数,从而实现场路结合法分析电机的性能。本文对永磁同步电机进行设计分析,使用C++程序设计语言,Visual C++集成开发环境,结合有限元计算软件ANSYS,开发高性能永磁同步电动机计算机辅助设计软件,利用该软件对样机进行设计分析,得到永磁同步电机的工作特性,由此分析计算了结构参数对功率因数、效率和失步转矩等的影响。论文通过参数化设计语言APDL,建立了有限元计算软件ANSYS和C++设计程序之间的接口。使用VC++6.0对ANSYS分析永磁同步电机内部电磁场进行二次开发,用户只需在设计分析软件界面中输入参数,系统即能自动调用ANSYS在后台进行计算,得到所需要的数据和图形,并将数据传递给电机分析程序中的磁路计算模块,所得结果图形供设计人员参考。该软件系统具有前台开发友好、方便、易用的人机交互界面,对复杂的、难于理解和掌握的ANSYS命令流进行后台封装,因此,可让即使从未学习过ANSYS软件的工程设计人员也能很好地借助本系统进行永磁同步电机电磁场有限元分析。
殷进省[9]2011年在《调速永磁同步电动机的设计与优化》文中研究指明调速永磁同步电动机无启动绕组,依靠变频器启动,其反电动势和供电电流波形都是正弦波,又称为正弦波永磁同步电动机。与叁相异步电动机相比,调速永磁同步电动机具有高效率、高功率因数、体积小、结构简单等优点,并且具有更为良好伺服调速性能。随着电力电子技术、计算机技术和自动控制技术的发展,控制电机调速的DSP得到了快速的普及,使得调速永磁同步电动机在变频调速系统里得到了越来越广泛的应用。首先,论文介绍了调速永磁同步电动机的研究现状、特点及应用。详细介绍了调速永磁同步电动机的数学模型,查阅了电机设计相关理论以及调速永磁同步电动机设计特点。利用C++ Builder 6.0开发出基于磁路法的调速永磁同步电动机CAD系统,并利用该系统对一个50kW、8极的电机方案进行计算,与Ansoft公司的Rmxprt计算结果相比,该CAD系统计算出的结果具有一定的准确性,基本上满足工程应用。其次,对于对电机性能影响比较大的几个重要参数(计算极弧系数,空载漏磁系数,铁心计算长度等),采用Ansoft公司的电磁场有限元分析软件Maxwell进行计算,然后再代入已有的CAD系统进行计算,更好地确保了计算的准确性。按照这种场路结合的方法进行计算,仿真结果显示更加接近电磁场计算值,证明了场路结合法比等效磁路法更为准确。最后,利用Ansoft公司的电磁场有限元分析软件Maxwell的优化模块,对该方案进行优化设计,在永磁同步电动机中,永磁体材料在较大程度上决定着电动机的成本,而齿槽转矩影响着电动机的伺服调速的平稳性。因此本文选择电动机的齿槽转矩和永磁体材料的永磁体面积作为优化目标,以和这两个优化目标关系密切的极弧系数、极弧偏心距、永磁体厚度作为优化变量。优化算法采用遗传算法。优化后效果明显,在保证气隙磁密基本不变避免电机性能下降的前提下,齿槽转矩及永磁体面积都有比较明显的下降。对实际应用具有一定的指导意义。
张琨[10]2007年在《六相盘式永磁同步电机的设计研究》文中认为盘式永磁同步电机属于轴向磁场电机,目前,该类电机在国外已经得到了迅速发展,作为一种现代高性能伺服电机和大力矩直接驱动电机已广泛应用于机器人等机电一体化产品中。由于该类电机具有重量轻、体积小、结构紧凑、转子无损耗、转动惯量小,机电时间常数小、转矩/重量比大、低速运行平稳、可以制成多气隙组合式结构进一步提高转矩等特点,其在数控机床、机器人、电动车、电梯、家用电器等场合具有广阔的应用前景,是一种理想的驱动装置。本文针对盘式永磁同步电动机的设计展开研究,完成的主要工作是从提高力能密度的角度出发,提出了一种新型的六相盘式永磁同步电动机,并从此种电机的结构入手对其进行了磁路分析和电磁计算,针对盘式永磁电机的磁场分布特点,编写了盘式永磁电机电磁设计程序和算例。通过对样机设计值与实验值比较,开发了一套盘式永磁同步电机设计的CAD软件。在此盘式永磁同步电动机的设计中,采用了针对六相电机的22极24槽结构,使得电机的主要尺寸减小,电机定子冲槽、电枢下线等工艺要求降低。并通过对永磁体的形状进行的优化,使永磁电机气隙磁密波形畸变率减小,从而降低了转矩脉动。定量分析了不同定子槽口宽度对空载反电动势波形和齿槽转矩的影响规律,并从电机的主要尺寸方程入手将盘式永磁电机和径向永磁电机的转矩密度进行了比较,得到了两种电机转矩密度的变化关系。推导了六相盘式永磁同步电动机的电枢反应电抗、漏抗等的计算公式,同时也给出了这些参数相应的有限元计算方法,两种计算结果基本一致。并且在对多极少齿结构电机的漏磁系数进行研究的基础上,总结了该类电机的漏磁系数的计算方法。最后,在上述研究的基础上,设计制造了一台5kW的双定子单转子结构的盘式永磁同步电动机样机并做了详细的实验,实验结果与理论分析基本一致。
参考文献：
[1]. 稀土永磁同步电动机CAD软件开发及其优化设计方法研究[D]. 梁华. 河海大学. 2003
[2]. 稀土永磁同步电动机CAD系统[D]. 张敏. 西北工业大学. 2006
[3]. 稀土永磁同步电动机优化设计[D]. 方向. 广东工业大学. 2008
[4]. 复合式永磁同步电动机设计及其CAD系统开发[D]. 于喜伟. 哈尔滨理工大学. 2009
[5]. 永磁直流电动机CAD[D]. 刘敏. 广东工业大学. 2008
[6]. 电动床用无刷直流电动机系统研究[D]. 杨浩东. 西北工业大学. 2004
[7]. 直驱式外转子永磁同步风力发电机及计算机辅助设计[D]. 王文博. 广东工业大学. 2011
[8]. 高性能永磁同步电机性能分析与设计[D]. 曹永娟. 东南大学. 2005
[9]. 调速永磁同步电动机的设计与优化[D]. 殷进省. 广东工业大学. 2011
[10]. 六相盘式永磁同步电机的设计研究[D]. 张琨. 天津大学. 2007
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