本文關(guān)鍵詞：不均勻Halbach永磁同步電機(jī)氣隙磁場(chǎng)分析及性能研究

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【摘要】：提高永磁電機(jī)的功率密度和降低轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)一直是永磁電機(jī)研究的熱點(diǎn),Halbach永磁列陣有氣隙磁場(chǎng)更正弦、磁場(chǎng)幅值更大、自屏蔽效應(yīng)等特點(diǎn),自從提出后便受到了廣泛的關(guān)注,在電機(jī)等電磁工程領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。Habach永磁列陣在國(guó)內(nèi)外都有大量的研究,主要是集中在分段式Halbach永磁列陣的磁場(chǎng)研究。根據(jù)目前永磁體的制造加工工藝,分段式Halbach永磁列陣是較好選擇,而且分段的塊數(shù)不宜過(guò)多,在塊數(shù)不多的情況下不同的永磁體對(duì)于氣隙磁場(chǎng)幅值和畸變率的貢獻(xiàn)明顯不同。國(guó)內(nèi)外對(duì)不均勻的Halbach永磁電機(jī)的研究并不多,但是不等長(zhǎng)度永磁體對(duì)氣隙磁場(chǎng)的影響很大,尤其在每極塊數(shù)較少的情況下,所以這個(gè)問(wèn)題的研究是有必要而有意義的。本文首先提出了不均勻Halbach永磁電機(jī)的概念,并定義了主極占比例的意義。建立了不均勻Halbach永磁電機(jī)解析模型,推導(dǎo)了不考慮齒槽的不均勻Halbach永磁電機(jī)氣隙磁場(chǎng)分布解析式,并且用有限元仿真驗(yàn)證了解析法的正確性。本文在得到的不均勻Halbach永磁電機(jī)解析模型的基礎(chǔ)上研究了主極占比例對(duì)氣隙磁場(chǎng)畸變率和基波幅值的影響,對(duì)比了均勻與不均勻Halbach永磁電機(jī)、不均勻Halbach與表貼式永磁電機(jī)、主極平行充磁與徑向充磁不均勻Halbach永磁電機(jī),并證明了主極平行充磁不均勻Halbach永磁電機(jī)的優(yōu)越性。為了進(jìn)一步的研究不均勻Halbach永磁電機(jī)的性能,本文基于保角變換法推導(dǎo)了考慮齒槽的不均勻Halbach永磁電機(jī)氣隙磁場(chǎng)分布解析式,并且用有限元仿真軟件驗(yàn)證了其正確性。接著用麥克斯韋張量法推導(dǎo)了不均勻Halbach永磁電機(jī)齒槽轉(zhuǎn)矩解析式,用有限元仿真驗(yàn)證了其正確性,并研究了主極占比例對(duì)不均勻Halbach永磁電機(jī)齒槽轉(zhuǎn)矩的影響,發(fā)現(xiàn)不均勻Halbach永磁電機(jī)能有效的改善齒槽轉(zhuǎn)矩,本文的研究對(duì)進(jìn)一步的設(shè)計(jì)和優(yōu)化不均勻Halbach永磁電機(jī)提供了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：永磁同步電機(jī) Halbach永磁列陣 氣隙磁場(chǎng) 齒槽轉(zhuǎn)矩
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM341
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-19
• 1.1 引言10-11
• 1.2 永磁電機(jī)發(fā)展概況11-13
• 1.3 Halbach永磁電機(jī)13-19
• 1.3.1 Halbach永磁列陣原理13-14
• 1.3.2 Halbach永磁列陣特點(diǎn)14-15
• 1.3.3 Halbach永磁列陣?yán)碚撗芯楷F(xiàn)狀15-16
• 1.3.4 Halbach永磁電機(jī)應(yīng)用現(xiàn)狀16-19
• 第二章 不考慮開(kāi)槽的不均勻Halbach永磁電機(jī)氣隙磁場(chǎng)分布解析法19-38
• 2.1 不均勻Halbach永磁電機(jī)介紹19-21
• 2.2 氣隙磁場(chǎng)分布解析解推導(dǎo)21-30
• 2.2.1 氣隙磁場(chǎng)分布推導(dǎo)21-24
• 2.2.2 剩余磁化強(qiáng)度計(jì)算24-30
• 2.3 有限元仿真驗(yàn)證30-37
• 2.3.1 主極平行充磁的不均勻Halbach永磁電機(jī)解析模型驗(yàn)證30-32
• 2.3.2 主極徑向充磁的不均勻Halbach永磁電機(jī)解析模型驗(yàn)證32-33
• 2.3.3 平行充磁的表貼式永磁電機(jī)解析模型驗(yàn)證33-35
• 2.3.4 徑向充磁的表貼式永磁電機(jī)解析模型驗(yàn)證35-37
• 2.4 本章小結(jié)37-38
• 第三章 不考慮開(kāi)槽的不均勻Halbach永磁電機(jī)氣隙磁場(chǎng)分析38-48
• 3.1 不均勻與均勻Halbach永磁電機(jī)氣隙磁場(chǎng)比較39-42
• 3.1.1 氣隙磁場(chǎng)畸變率對(duì)比39-40
• 3.1.2 氣隙磁場(chǎng)基波幅值對(duì)比40
• 3.1.3 極對(duì)數(shù)為2時(shí)氣隙磁場(chǎng)畸變率和基波幅值對(duì)比40-42
• 3.2 不均勻Halbach永磁電機(jī)與表貼式永磁電機(jī)氣隙磁場(chǎng)比較42-45
• 3.2.1 氣隙磁場(chǎng)絕對(duì)基波幅值的比較分析42-43
• 3.2.2 氣隙磁場(chǎng)相對(duì)基波幅值的比較分析43-44
• 3.2.3 氣隙磁場(chǎng)畸變率的比較分析44-45
• 3.3 主極充磁為徑向型與平行型的不均勻Halbach永磁電機(jī)氣隙磁場(chǎng)比較45-47
• 3.4 本章小結(jié)47-48
• 第四章 考慮齒槽的不均勻Halbach永磁電機(jī)氣隙磁場(chǎng)分布解析法48-59
• 4.1 保角變換法簡(jiǎn)介48-49
• 4.2 基于保角變換的氣隙磁場(chǎng)分布求解49-56
• 4.2.1 齒槽模型保角變換50-53
• 4.2.4 考慮齒槽的氣隙磁場(chǎng)分布解析推導(dǎo)53-56
• 4.3 有限元仿真驗(yàn)證56-57
• 4.4 本章小結(jié)57-59
• 第五章 不均勻Halbach永磁電機(jī)齒槽轉(zhuǎn)矩研究59-64
• 5.1 永磁電機(jī)齒槽轉(zhuǎn)矩簡(jiǎn)介59-61
• 5.1.1 麥克斯韋張量法60
• 5.1.2 虛位移法60-61
• 5.2 不均勻Halbach永磁電機(jī)齒槽轉(zhuǎn)矩解析法及仿真驗(yàn)證61-62
• 5.3 主極占比例對(duì)齒槽轉(zhuǎn)矩影響62-63
• 5.4 本章小結(jié)63-64
• 結(jié)論與展望64-66
• 參考文獻(xiàn)66-70
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果70-71
• 致謝71-72
• 附表72

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本文編號(hào)：639185