外转子永磁同步电动机及计算机辅助设计.pdf
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广东工业大学硕士学位论文外转子永磁同步电动机及计算机辅助设计姓名：
赵娟申请学位级别：
硕士专业：
电机与电器指导教师：
黄开胜20100601摘要外转子永磁同步电动机是一种转子在外，定子在内，永磁材料放置在转子上的永磁同步电机。
经过近20年的发展，尤其是高性能永磁材料钕铁硼的发展和应用，永磁同步电动机越来越受到关注。
外转子永磁同步电动机既具有永磁同步电动机效率高、功率密度大、成本低、节能效果好等优点，又具有与同体积内转子永磁同步电动机相比又具有转子直径长，转动力臂大的优点，且外转子永磁同步电动机定子直径小，定子绕组端部接线短，省铜线，减少电动机的发热量，减小转子损耗，从一定程度上提高电动机整体效率。
外转子电机主要应用于驱动吊扇、曳引机和电动车等，最近也应用于驱动小功率风力发电机。
目前国内外对外转子电机的研究甚少，但作为一种结构特殊和有专门用途的小功率电机，外转子电机有较好的发展前景，很有必要研究和开发外转子电机。
目前有关电机设计的书籍、手册和文献资料甚少涉及到外转子电机这种特殊结构的电机，所以几乎没有成熟的可供借鉴的外转子电机的设计，这就需要开发人员针对它的特殊结构自行推导外转子电机的电磁计算公式，并编写设计程序，实现外转子电机的设计，并与已有设计程序对比，对已有设计程序进行补充完善。
本文介绍了研究外转子永磁同步电动机（ExternalRotorsPermanentMagnetSynchronousMotors，ERPMSM）计算机辅助设计（ComputerAidedDesign，CAD）系统的目的和意义以及国内外的发展现状，阐述了电机CAD技术的特点及其研究内容。
本文完成的工作主要包括：
讨论了外转子永磁同步电动机与内转子永磁电机结构的不同之处，介绍了外转子永磁同步电动机转子轭磁压降、计算极弧系数、定子谐波漏磁导等具体参数的计算方法，在此基础上整理和推导了外转子永磁同步电动机电磁计算的公式，并编写了外转子永磁同步电动CAD程序，开发出CAD系统。
系统采用Borland公司推出的一种面向对象的可视化编程工具C+Builder60开发完成，基于工程数据库管理，采用模块化结构设计。
最后通过一个20P、168KW的外转子永磁同步电动机的设计实例，将该CAD系统设计结果与前人设计的CAD系统设计结果进行了比较，证明了该CAD系统设计结果的可靠性和准确性。
所设广东t业大学工学硕上学位论文计I拘CAD系统将成为少有的专用于外转子永磁同步电动机设计的软件。
该CAD系统集电机电磁设计、电机设计方案与电机特性曲线输出为一体，界面友好，操作更加方便快捷，能有效地辅助电机设计人员进行ERPMSM的电磁设计。
关键字：
外转子；永磁同步电动机；C+Builder60；计算机辅助设计；参数计算IlAbstractABSTRACTExternalrotorpermanentmagnetsynchronousmotors（ER-PMSM）arepermanentmagnetsynchronousmotors（PMSM）whosepermanentmagnetmaterialsareinrotors，and晰thspecialstructureexternalrotors，internalstatorsAfternearly20yearsofdevelopment，especiallythedevelopmentofhighperformanceNdFeBpermanentmagneticmaterialsandtheirapplications，PMSMobtainmoreandmoreattentionER-PMSMnotonlyhastheadvantagesofPMSM，suchashighefficiency,powerdensity,lowcostandgoodenergysaving，butalsohastheadvantagesoflongerrotordiameterandlargerrotatingarmWhatismoreERPMSMhassmallerstatordiameter,shorterwindingsection，savingcopper,lessmotorheatandrotorlossescomparedtothestatorrotorPMSMintheSalTlevolumeItistosomeextent，improvingtheoverallefficiencyofelectricmotorsNow,externalrotormotorsaremainlyusedinhomeceilingfans，individualairmachinesandelectriccats，andithasnotyetbeenfullyutilized，SOthereislittleresearchButasasmallpowermotorwithspecialconfigurationandspecialusing，thereisgoodprospectindevelopmentSoitisnecessaryofresearchinganddevelopingexternalmotorTherealefewmotordesignbooksanddocumentliteraturesaboutexternalrotormotorsThereisnomaturereferencefordesigningexampleofexternalrotormotorsThedeveloperisrequiredtoderiveexternalrotormotordesigningforitsownspecialstructureandcompileprogram，comparewiththeexistingdesignprocess，andcomplementexistingdesignproceduresThispaperintroducesthepurposeandcurrentdevelopmentathomeandabroadofER-PMSMcomputeraideddesign（CAD）systemItdescribesthecharacteristicsofmotorCADtechnologyandtheresearchingcontentsThispaperdiscussesthedifferencesbetweenERPMSWandconventionalmotor,andproposesmethodstocalculateparametersofER-PMSW，suchasFjl，andEsTheER-PMSMIII广东工业大学工学硕上学位论文electromagneticcalculationformulaandanER-PMSMCADsystemarewrittenbasedonthatACADsystemwhichisusingCHBuilder60isdevelopedbasedonWindowsThroughanexampleof20P,168KWERPMSW,theCADsystemdesignresultsandpredecessorsdesignCADsystemdesignresultsarecompared，andthereliabilityandpracticalityoftheCADsystemisprovedTheCADsystemwillbeoneofthedesigningsoftwarewhichisdesignedspecificallyforER-PMSMTheCADsystemcombineselect
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