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低地板车用直驱永磁同步电机电磁场和温度场分析
| 论文题名： | 低地板车用直驱永磁同步电机电磁场和温度场分析 |
| 关键词： | 城市轨道交通;低地板车;永磁同步电机;电磁场;温度场 |
| 摘要： | 随着经济社会的发展，环境污染和交通拥堵等现象日益严重，人们对于低能耗、低排放、高运力交通工具的需求越来越高。低地板车相比于其他公共交通具有较大的运量，而且消耗较低，环保节能，现已经在世界多地被广泛运用。为了更好的降低车辆底板，减少车下的空间，需要装载体积更小、重量更轻的牵引电机。永磁同步电机没有换向器和电刷、不需要励磁，转子理论上没有损耗，并且具有体积较小，结构简单等优点，特别适合于现代城市轨道交通中的低地板车辆。 本文首先依据电机设计原理，对现代低地板车用牵引永磁电机进行方案的选择和设计，选定电机的相关参数，选定永磁体的材料类型，并通过有限元分析软件对方案进行电磁计算，与方案要求的条件进行比较，验证方案的可行性。然后，建立电机的三维和二维的模型，通过电磁场计算，获得电机运行时的磁场分布和相关运行参数，分析实验数据，并与给定条件进行对比，验证设计方案的可行性。 针对低地板车用永磁电机的工作时容易发生的失磁现象，首先讨论失磁的原因，再分别从整体磁极失磁和部分极体失磁两个方面，利用有限元软件分析计算电机的失磁问题。对比电机失磁时和正常状况下的工作差异，总结失磁对低地板车用永磁电机工作的影响。 此外，运用电机内流体的分析方法，对设计的低地板车用永磁电机进行有限元分析，对电机冷却结构传热性进行分析，得到冷却结构和电机运行时整体的温度场分布，获得电机工作时的温度指标。 最后对现有的电机进行结构优化，在满足电机设计原理的基础上，改变电机的部分结构参数，获得新的电机方案。并对新的方案进行电磁计算，研究讨论新方案的电磁性质，和原有的方案进行对比，得出对比结果，使整个电机方案更能适应现实工作状况的需要。研究的实现将为城际轨道交通和市内轨道交通用低地板车的驱动电机提供新的设计方案和运行特性的分析，为提高驱动电机的运行效率提供参考，为国民经济的节能降耗做出一份贡献。 |
| 作者： | 彭程 |
| 专业： | 电气工程 |
| 导师： | 曹君慈 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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