研究生: |
汪安國 An-kuo Wang |
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論文名稱: |
泵浦用永磁式同步電動機之分析與設計 Analysis and Design of Permanent-Magnet Synchronous Motors for Pumps |
指導教授: |
葉勝年
Sheng-Nian Yeh |
口試委員: |
黃仲欽
Chung-Chien Huang 何世江 none 陳傳意 none 彭榮芳 none |
學位類別: |
碩士 Master |
系所名稱: |
電資學院 - 電機工程系 Department of Electrical Engineering |
論文出版年: | 2006 |
畢業學年度: | 94 |
語文別: | 中文 |
論文頁數: | 117 |
中文關鍵詞: | 電動機設計軟體 、二維有限元素分析軟體 、永磁式同步電動機 、泵浦 |
外文關鍵詞: | Pump, RMxprt, Maxwell2D, Permanent-Magnet Synchronous Motor |
相關次數: | 點閱:317 下載:7 |
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本文旨在分析及設計高氣隙型永磁式同步電動機應用於無軸封離心式泵浦,並提出永磁式同步電動機之最佳化設計流程。本文採用永磁式同步電動機結構,不僅可直接崁入泵浦機組內,同時因為定、轉子改採之工程塑膠,有抗腐蝕性的優點,但其最小厚度高達2.5mm,而導致6mm高氣隙之故,對永磁同步電動機而言,反而可降低頓轉轉矩,減小雜散損失,提高低速運轉的平穩性,並維持高效率的特性。此外,文中利用ANSOFT公司出品之電動機設計軟體RMxprt進行初步設計,並利用其參數分析及目標最佳化功能,以快速的得到一個較佳的設計尺寸及性能分析。再者,將此電動機之幾何模型代入ANSOFT公司出品之二維有限元素分析套裝軟體Max2D,完成此電動機之磁通密度分佈、頓轉轉矩、轉矩脈動、等效轉子磁通鏈、交直軸電感及無載感應電動勢分析,以驗證原型機設計值。最後,本文以5馬力(3.7 kW)、3600 rpm、氣隙6 mm、轉子10極、定子12槽之三相表面磁石式永磁同步電動機為例,並與磁路分析結果及模擬數據相互比較,驗證新樣品之分析、設計、模擬與實測數據有相當的一致性。
This thesis focuses on the analysis and design of high-gap type permanent-magnet synchronous motors for sealless centrifugal pump. Optimal design procedures for permanent-magnet synchronous motors which can be combined to pump body are proposed. Engineering plastic is adopted to stator and rotor of permanent-magnet synchronous motors to improve anti-corrosiveness. The motor design software RMxprt of ANSOFT company is used in the preliminary design. Parameter analysis and design optimization are then conducted. Finally, the flux analysis software Max2D is used to analyze characteristics of flux density distribution, cogging and pulsation torques, equivalent rotor flux linkage, direct- and quadrature-axis inductances, and no-load induced voltage of the designed motor. A prototype of three-phase surface mounted permanent-magnet synchronous motor with 3.7 kW, 3600 rpm, 6 mm gap, 10-pole rotor, 12-slot stator is developed. Close agreement between simulation and experimental results are obtained.
參考文獻
[1] 大儀公司,http://www.commerce.com.tw/taikkiso。
[2] 吳長杉,無軸封泵之特性與應用,化工技術第四卷第七期,pp.190-197,民國八十五年。
[3] 協磁公司,http://www.assoma.com.tw/。
[4] 孫清華編譯,最新無刷直流馬達,全華科技圖書股份有限公司,民國九十年。
[5] C. M. Ong, Dynamic Simulation of Electric Machinery Using Matlab/Simulink, Prentice Hall Inc., 2003.
[6] 廖福奕譯,小型馬達技術,全華科技圖書股份有限公司,民國九十二年。
[7] 唐任遠,現代永磁電機理論與設計,機械工業出版社,民國八十六年。
[8] J. R. Hendershot and T. J. E. Miller, “Design of brushless permanent magnet motors,” Magna Physics Publishing and Clarendon Press, 1994.
[9] D. Hanselman, Brushless Permanent Magnet Motor Design, 2nd Ed., McGraw-Hill, New York, 2003.
[10] 黃昌圳,有限元素法簡介,高性能無刷馬達設計技術研討會講義,2003。
[11] 黃昌圳,表面型永磁馬達磁路分析,高性能無刷馬達設計技術研討會講義,2003。
[12] Ansoft Corporation, RMxprt User Manual and Release Notes, 2000.
[13] Ansoft Corporation, Maxwell2D User Manual and Release Notes, 2000.
[14] 黃國華及陳鴻城,永磁電機頓轉轉矩之分析,成大馬達科技研究中心,第七十二期,民國九十三年。
[15] J. Cros and P. Viarouge, “Synthesis of High Performance PM Motors With Concentrated Windings,” IEEE Transactions on Energy Conversion, vol.17, no.2, pp.248-253, 2002.
[16] J. F. Gieras and M. Wing, Permanent Magnet Motor Technology, Design and Applications, Marcel Dekker, 1997.