【摘要】：為了提高永磁同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩密度,減少轉(zhuǎn)矩脈動(dòng),降低永磁體材料成本,增強(qiáng)系統(tǒng)的容錯(cuò)能力。本文以遼寧省科技廳項(xiàng)目“電動(dòng)汽車用非對(duì)齊雙定子輪輻式永磁同步電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)及容錯(cuò)控制研究”為背景,以電動(dòng)汽車用雙定子永磁同步電動(dòng)機(jī)為研究對(duì)象,針對(duì)永磁同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩密度與轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)中的設(shè)計(jì)問題、永磁體材料成本問題開展了非對(duì)齊輪輻式雙定子結(jié)構(gòu)的永磁同步電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)及控制研究。論文的主要研究工作包括以下幾個(gè)方面:首先,建立非對(duì)齊雙定子輪輻式相集中繞組永磁同步電動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型,對(duì)該種電機(jī)進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化與特性分析,推導(dǎo)齒槽轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的表達(dá)式、電磁轉(zhuǎn)矩的計(jì)算公式、各部分電感的計(jì)算模型,為電機(jī)特性的仿真分析與優(yōu)化設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)。其次,基于多物理場的非對(duì)齊雙定子輪輻式相集中繞組永磁同步電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì),在非對(duì)齊雙定子輪輻式永磁同步電動(dòng)機(jī)數(shù)學(xué)模型與特性分析的基礎(chǔ)上,確定其設(shè)計(jì)流程,綜合考慮電機(jī)的輸出特性、電磁場、轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)等的相互影響,進(jìn)行電機(jī)的電磁、機(jī)械結(jié)構(gòu)等的設(shè)計(jì)。提出采用雙定子結(jié)構(gòu)、鐵氧體永磁塊輪輻式結(jié)構(gòu)排列,可有效提高轉(zhuǎn)矩密度和結(jié)構(gòu)的緊湊程度。內(nèi)外定子齒采用偏移電角度90°設(shè)計(jì),可有效抑制電機(jī)的齒槽轉(zhuǎn)矩,降低電機(jī)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng),形成這種電機(jī)的設(shè)計(jì)方法。然后,建立非對(duì)齊雙定子輪輻式永磁同步電動(dòng)機(jī)的有限元模型,計(jì)算電機(jī)的各個(gè)參數(shù),以轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)最小化、轉(zhuǎn)矩輸出最大化為優(yōu)化目標(biāo),最終確定樣機(jī)的電磁結(jié)構(gòu)尺寸與參數(shù)。給出磁密、反電動(dòng)勢、齒槽轉(zhuǎn)矩等波形,并對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)展開設(shè)計(jì)�；谥C波注入法開展具有轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)抑制功能的非對(duì)齊雙定子輪輻式永磁同步電動(dòng)機(jī)控制方法研究,建立了該種電機(jī)的控制系統(tǒng)仿真模型,對(duì)注入前后的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩等進(jìn)行了比較。最后,制造該種電機(jī)一臺(tái),搭建系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái),完成雙定子電機(jī)反電動(dòng)勢、齒槽轉(zhuǎn)矩等相關(guān)實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證所提方案的正確性。
【圖文】：

圖 1.1 雙定子磁阻抵消模型 圖 1.2 雙定子磁鋼分段永磁電機(jī) 1.1 Dual stator reluctance cancellation model Fig. 1.2 Dual stator magnetic steel segmented大學(xué)的 K.T. Chou 教授和上海大學(xué)的江建中教授對(duì)雙定子起動(dòng)發(fā)電一體機(jī)究，如圖 1.3 所示，內(nèi)外定子共同提供電磁轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì)成表貼式結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)矩密度，提高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩；當(dāng)發(fā)電機(jī)模式時(shí)，產(chǎn)生的總電壓取決于內(nèi)、外矢量相位差，可有效調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)發(fā)出電壓的轉(zhuǎn)速域?qū)挾萚24]。2011 年，，香港hou 教授等人設(shè)計(jì)了如圖 1.4 所示的雙定子電機(jī)，該電機(jī)具有內(nèi)定子槽數(shù)減

圖 1.1 雙定子磁阻抵消模型 圖 1.2 雙定子磁鋼分段永磁電機(jī) 1.1 Dual stator reluctance cancellation model Fig. 1.2 Dual stator magnetic steel segmented大學(xué)的 K.T. Chou 教授和上海大學(xué)的江建中教授對(duì)雙定子起動(dòng)發(fā)電一體機(jī)究，如圖 1.3 所示，內(nèi)外定子共同提供電磁轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì)成表貼式結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)矩密度，提高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩；當(dāng)發(fā)電機(jī)模式時(shí)，產(chǎn)生的總電壓取決于內(nèi)、外矢量相位差，可有效調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)發(fā)出電壓的轉(zhuǎn)速域?qū)挾萚24]。2011 年，香港hou 教授等人設(shè)計(jì)了如圖 1.4 所示的雙定子電機(jī)，該電機(jī)具有內(nèi)定子槽數(shù)減
【學(xué)位授予單位】：沈陽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TM341

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本文編號(hào)：2701667