电传动推土机永磁同步主驱动发电机优化分析

作     者：朱德富 

作者单位：长安大学 

学位级别：硕士

导师姓名：马鹏宇

授予年度：2022年

学科分类：080801[工学-电机与电器] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 0802[工学-机械工程] 

主      题：电传动推土机 永磁发电机 电压调整率 优化分析 

摘      要：电传动推土机的工作环境复杂多变,机器往往承受非平稳随机载荷,对发电机的输出性能提出了较高要求。本文就如何优化设计适用于电传动推土机的永磁同步发电机展开了如下研究:首先,通过研究电传动推土机的电传动系统整体结构和性能特点,针对电传动推土机承受非平稳随机载荷的作业特性,分析电传动推土机永磁同步主驱动发电机的性能需求;分析目前永磁同步发电机的稳压调节方法,对发电机电压调整率进行理论分析。其次,从发电机与发动机,发电机与驱动电机的性能参数匹配设计入手,确定本文所设计永磁同步发电机的各项性能指标值;根据发电机性能指标对定子、绕组以及转子主要尺寸进行初步设计;对不同槽数、不同极对数和不同转子磁路结构的发电机进行仿真试验对比分析,确定满足设计目标的电传动推土机永磁同步主驱动发电机初步设计模型。然后,以发电机初步模型为基础,从发电机结构参数对电压调整率影响的理论分析出发,研究不同结构参数对永磁同步发电机输出特性的影响机理,确定不同参数的最佳优化范围;合理选取优化因子,将发电机的电压调整率和输出转矩作为优化目标,建立综合评价指标,设计正交试验对发电机初步模型进行优化分析,得到永磁同步发电机优化模型。最后,通过电磁仿真试验分析得出,与发电机初步模型相比,发电机优化模型电压调整率降低了13.02%,永磁体用量减少了11.32%,发电机高效区间得到了优化且各项性能指标满足设计要求。搭建发电机实物模型,进一步验证了本文设计发电机优化模型的合理性。