【摘要】：兩相開關(guān)磁阻電機(jī)是一種相數(shù)最少、結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單、成本最低廉的開關(guān)磁阻電機(jī)。但兩相開關(guān)磁阻電機(jī)存在著轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)大、無法自起動(dòng)的缺點(diǎn),本論文針對(duì)兩相開關(guān)磁阻電機(jī)的缺點(diǎn),進(jìn)一步減少兩相開關(guān)磁阻電機(jī)的鐵芯損耗,提出一種定子單向磁通兩相開關(guān)磁阻電機(jī),對(duì)電機(jī)本體結(jié)構(gòu)、電機(jī)鐵損和控制技術(shù)展開深入研究,主要研究工作如下:提出一種定子單向磁通兩相開關(guān)磁阻電機(jī),新結(jié)構(gòu)兩相開關(guān)磁阻電機(jī)為6/3結(jié)構(gòu),每相有一個(gè)主齒和兩個(gè)輔助齒,繞組采用串并聯(lián)連接方式。通過該電機(jī)結(jié)構(gòu)演化過程,研究該種結(jié)構(gòu)開關(guān)磁阻電機(jī)工作機(jī)理,分析定子鐵芯單向磁通磁路特點(diǎn)。結(jié)合傳統(tǒng)兩相開關(guān)磁阻電機(jī)設(shè)計(jì)理念,得出該種電機(jī)設(shè)計(jì)方法。探討定子單向磁通兩相開關(guān)磁阻電機(jī)主齒和輔助齒寬度比例關(guān)系對(duì)電機(jī)磁路分布及對(duì)定轉(zhuǎn)子磁飽和的影響。為解決兩相開關(guān)磁阻電機(jī)自起動(dòng)問題,研究一種多弧面、變氣隙轉(zhuǎn)子齒結(jié)構(gòu),擴(kuò)大正轉(zhuǎn)矩區(qū)間。以減小轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)為目的,針對(duì)轉(zhuǎn)子變氣隙弧面的兩個(gè)極弧系數(shù)、氣隙寬度、軛厚等轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。分析定子軛厚、齒寬對(duì)電機(jī)磁路飽和及轉(zhuǎn)矩特性的影響,得出最優(yōu)定子結(jié)構(gòu)參數(shù)。研究定子串并聯(lián)繞組結(jié)構(gòu)形式對(duì)電機(jī)磁路的影響,通過有限元法優(yōu)化定子主、次繞組參數(shù)。為了提高第二變氣隙多點(diǎn)有限元計(jì)算效率,提出一種迭代插值優(yōu)化方法,該方法在第二變氣隙細(xì)分多位置點(diǎn)基礎(chǔ)上,擬合氣隙變化趨勢(shì)進(jìn)行迭代插值,優(yōu)化各個(gè)位置點(diǎn)的最優(yōu)氣隙寬度值。結(jié)合傳統(tǒng)開關(guān)磁阻電機(jī)損耗分析方法和定子單向磁通磁路特性,采用雙頻法和橢圓法結(jié)合的損耗計(jì)算法,推導(dǎo)一種適用于定子單向磁通兩相開關(guān)磁阻電機(jī)損耗計(jì)算的數(shù)學(xué)模型。利用有限元仿真,對(duì)定子單向磁通兩相開關(guān)磁阻電機(jī)與傳統(tǒng)兩相開關(guān)磁阻電機(jī)損耗進(jìn)行對(duì)比分析,驗(yàn)證定子單向磁通開關(guān)磁阻電機(jī)減少損耗方面的可行性。針對(duì)兩相開關(guān)磁阻電機(jī)去磁和勵(lì)磁時(shí)間過長(zhǎng)的問題,采用無源升壓電路增強(qiáng)電路的勵(lì)磁和去磁能力,減少勵(lì)磁和去磁時(shí)間。對(duì)無源升壓電路的開關(guān)磁阻電機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行建模仿真分析。研究轉(zhuǎn)矩分配函數(shù)控制策略,進(jìn)一步抑制兩相開關(guān)磁阻電機(jī)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng),并對(duì)該控制策略進(jìn)行仿真。最后,研制一臺(tái)定子單向磁通兩相開關(guān)磁阻電機(jī)樣機(jī)。通過對(duì)樣機(jī)電感特性和矩角特性的測(cè)試與分析,驗(yàn)證定子單向磁通兩相開關(guān)磁阻電機(jī)理論分析的正確性及該種結(jié)構(gòu)電機(jī)優(yōu)越性。
【圖文】：

此時(shí)電流上升和下降時(shí)間減少最為顯著。5.2.3 無源升壓電路的仿真分析不對(duì)稱半橋和無源升壓兩種功率變換電路的仿真模型分別如圖5-7和圖5-8所示。相比于不對(duì)稱半橋，，無源升壓在前端增加了一個(gè)電容和兩個(gè)二極管。定子單向磁通兩相開關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)主要分為本體模塊、開通和關(guān)斷角計(jì)算模塊、角度判斷模塊和功率變換電路等。新結(jié)構(gòu)電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)建模仿真如圖 5-9 所示。圖 5-7 不對(duì)稱半橋仿真模型 圖 5-8 無源升壓電路仿真模型

此時(shí)電流上升和下降時(shí)間減少最為顯著。5.2.3 無源升壓電路的仿真分析不對(duì)稱半橋和無源升壓兩種功率變換電路的仿真模型分別如圖5-7和圖5-8所示。相比于不對(duì)稱半橋，無源升壓在前端增加了一個(gè)電容和兩個(gè)二極管。定子單向磁通兩相開關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)主要分為本體模塊、開通和關(guān)斷角計(jì)算模塊、角度判斷模塊和功率變換電路等。新結(jié)構(gòu)電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)建模仿真如圖 5-9 所示。圖 5-7 不對(duì)稱半橋仿真模型 圖 5-8 無源升壓電路仿真模型
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TM352

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2671386