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随着永磁材料的不断发展以及节能标准的不断提高,管道屏蔽泵用屏蔽电机开始采用永磁结构的屏蔽电机,永磁屏蔽电机结构简单、效率高,具有非常广泛的应用前景。本文对一种新型结构的永磁屏蔽电机本体进行了研究,包括磁场分析、性能分析以及优化设计等,并对及其控制系统也进行了研究。 首先对永磁同步屏蔽电机的结构和运行原理进行分析,分析了永磁同步屏蔽电机的各类损耗,推导了电机的效率和齿槽转矩的表达式。然后利用Maxwell软件,以三维有限元法为基础,对永磁同步屏蔽电机进行三维建模并分析电机的三维磁场,得出电机额定状态运行情况下的输出特性,计算电机的效率;并采用能量摄动法计算永磁同步屏蔽电机的电感参数。在此基础上,对电机的齿槽转矩和效率进行优化,选择开辅助槽的方法来削弱永磁同步屏蔽电机的齿槽转矩,并且确定合适的辅助槽数目和槽型;建立电机优化的数学模型,选择影响电机效率的结构参数为变量,对其进行合理的约束,通过拟牛顿法进行电机优化分析并得出优化结果。接着利用Maxwell软件和Simplorer软件,基于场路结合的方法对永磁同步屏蔽电机的控制系统进行分析。最后分析无刷直流永磁屏蔽电机的结构和工作原理,并在Maxwell软件以及其外电路模块中建立电机的有限元模型和控制电路模型,经过仿真运算,得到额定状态运行下的输出性能曲线,计算电机效率,并与永磁同步屏蔽电机进行了对比分析。