發(fā)布時(shí)間：2017-10-25 12:33

  本文關(guān)鍵詞：寬轉(zhuǎn)子齒結(jié)構(gòu)無(wú)軸承開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的基礎(chǔ)研究

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【摘要】：開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)(Switched Reluctance Motor,SRM)由于其簡(jiǎn)單堅(jiān)固,以及在惡劣環(huán)境下良好的運(yùn)行特性,引起了學(xué)術(shù)界和行業(yè)界的高度關(guān)注。無(wú)軸承開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)(Bearingless Switched Reluctance Motor,BSRM)是在SRM基礎(chǔ)上結(jié)合無(wú)軸承技術(shù)研制所得,不僅繼承了SRM的高轉(zhuǎn)速特性,并且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維護(hù)便捷、造價(jià)低廉,在航空航天、軍事、民用等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。針對(duì)傳統(tǒng)12/8極無(wú)軸承開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)矩和懸浮力強(qiáng)耦合的特性,本文提出了一種寬轉(zhuǎn)子齒結(jié)構(gòu)12/8極雙繞組無(wú)軸承開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)。該電機(jī)可以從結(jié)構(gòu)上實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩和懸浮力的解耦,從而簡(jiǎn)化控制系統(tǒng)。本文首先介紹寬轉(zhuǎn)子齒結(jié)構(gòu)無(wú)軸承開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和懸浮運(yùn)行原理;推導(dǎo)了寬轉(zhuǎn)子齒結(jié)構(gòu)無(wú)軸承開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的懸浮力表達(dá)式;并在此基礎(chǔ)上,基于Ansys有限元仿真軟件,對(duì)寬轉(zhuǎn)子齒結(jié)構(gòu)無(wú)軸承開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的電感、轉(zhuǎn)矩和懸浮力特性進(jìn)行分析。其次,針對(duì)無(wú)軸承開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)在實(shí)際運(yùn)行中轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)較大的問(wèn)題,運(yùn)用虛位移法推導(dǎo)出數(shù)學(xué)模型,分析轉(zhuǎn)子極弧大小對(duì)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的影響。隨后從控制策略角度入手,研究不同控制策略對(duì)無(wú)軸承開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的影響,從而證明寬轉(zhuǎn)子齒結(jié)構(gòu)無(wú)軸承開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)采用獨(dú)立控制策略有利于減小其轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。最后,將廣泛運(yùn)用于交流電機(jī)中的直接轉(zhuǎn)矩控制思想借鑒至寬轉(zhuǎn)子齒結(jié)構(gòu)無(wú)軸承開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)中,設(shè)計(jì)了合適的基礎(chǔ)電壓控制矢量和參數(shù)開(kāi)關(guān)表,系統(tǒng)仿真表明:直接轉(zhuǎn)矩控制可有效減小寬轉(zhuǎn)子齒結(jié)構(gòu)無(wú)軸承開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。
【關(guān)鍵詞】：無(wú)軸承開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī) 寬轉(zhuǎn)子齒結(jié)構(gòu) 數(shù)學(xué)模型 控制策略 轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)
【學(xué)位授予單位】：南京郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TM352
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 專(zhuān)用術(shù)語(yǔ)注釋表8-10
• 第一章 緒論10-19
• 1.1 無(wú)軸承電機(jī)的研究背景10-13
• 1.1.1 磁軸承電機(jī)10-11
• 1.1.2 無(wú)軸承電機(jī)11-12
• 1.1.3 無(wú)軸承電機(jī)研究概況12-13
• 1.2 開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)13-14
• 1.2.1 開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)發(fā)展近況13-14
• 1.2.2 開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)14
• 1.3 無(wú)軸承開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)研究現(xiàn)狀14-16
• 1.4 本課題研究背景、意義和現(xiàn)狀16-17
• 1.5 本文主要內(nèi)容和整體框架安排17-19
• 第二章 寬轉(zhuǎn)子齒結(jié)構(gòu)無(wú)軸承開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)19-27
• 2.1 傳統(tǒng)無(wú)軸承開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)19-22
• 2.1.1 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)19
• 2.1.2 懸浮力和轉(zhuǎn)矩特性19-22
• 2.2 寬轉(zhuǎn)子齒結(jié)構(gòu)無(wú)軸承開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)22-23
• 2.3 寬轉(zhuǎn)子齒結(jié)構(gòu)無(wú)軸承開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的懸浮原理23-24
• 2.4 寬轉(zhuǎn)子齒結(jié)構(gòu)無(wú)軸承開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的懸浮力模型24-25
• 2.4.1 轉(zhuǎn)子位置角定義24
• 2.4.2 懸浮力表達(dá)式24-25
• 2.5 本章小結(jié)25-27
• 第三章 寬轉(zhuǎn)子齒結(jié)構(gòu)無(wú)軸承開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)電磁分析27-35
• 3.1 寬轉(zhuǎn)子齒結(jié)構(gòu)無(wú)軸承開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)工作方式選擇27-28
• 3.1.1 電流控制方式27
• 3.1.2 工作相數(shù)27
• 3.1.3 導(dǎo)通寬度27-28
• 3.2 寬轉(zhuǎn)子齒結(jié)構(gòu)無(wú)軸承開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)電磁分析28-34
• 3.2.1 有限元分析28-31
• 3.2.2 系統(tǒng)仿真分析31-34
• 3.3 本章小結(jié)34-35
• 第四章 寬轉(zhuǎn)子齒結(jié)構(gòu)無(wú)軸承開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)35-50
• 4.1 轉(zhuǎn)子極弧對(duì)無(wú)軸承開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)影響35-37
• 4.1.1 基于虛位移法的懸浮力和轉(zhuǎn)矩特性35-37
• 4.1.2 轉(zhuǎn)子極弧對(duì)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的影響37
• 4.2 兩種控制策略37-42
• 4.2.1 方波控制策略38-40
• 4.2.2 獨(dú)立控制策略40-42
• 4.3 傳統(tǒng)無(wú)軸承開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)分析42-46
• 4.3.1 轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)系數(shù)定義42
• 4.3.2 主繞組方波控制策略下的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)分析42-44
• 4.3.3 獨(dú)立控制策略下的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)分析44-46
• 4.3.4 兩種控制策略下的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)分析對(duì)比46
• 4.4 寬轉(zhuǎn)子齒結(jié)構(gòu)無(wú)軸承開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)分析46-48
• 4.5 本章小結(jié)48-50
• 第五章 寬轉(zhuǎn)子齒結(jié)構(gòu)無(wú)軸承開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制50-58
• 5.1 寬轉(zhuǎn)子齒結(jié)構(gòu)無(wú)軸承開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩?cái)?shù)學(xué)模型50-51
• 5.2 空間電壓矢量選擇51-54
• 5.2.1 磁鏈產(chǎn)生52-53
• 5.2.2 磁鏈估算53
• 5.2.3 磁鏈與轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)選擇53-54
• 5.3 寬轉(zhuǎn)子齒結(jié)構(gòu)無(wú)軸承開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)框圖54-55
• 5.4 寬轉(zhuǎn)子齒結(jié)構(gòu)無(wú)軸承開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制仿真驗(yàn)證55-57
• 5.5 本章小節(jié)57-58
• 第六章 總結(jié)與展望58-60
• 6.1 本文主要工作58-59
• 6.2 需要進(jìn)一步完成工作59-60
• 參考文獻(xiàn)60-63
• 附錄1 攻讀碩士學(xué)位期間撰寫(xiě)的論文63-64
• 附錄2 攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目64-65
• 致謝65

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