【摘要】：永磁同步磁阻電機(jī)由于其高轉(zhuǎn)矩密度、寬調(diào)速范圍和較低的成本,成為電車用電機(jī)近年來(lái)的研究熱點(diǎn)。全文針對(duì)永磁同步磁阻電機(jī)磁路分析與數(shù)學(xué)建模、電感參數(shù)及凸極比、轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)難點(diǎn)和主要尺寸、永磁磁鏈選取和轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)抑制展開研究,為該種結(jié)構(gòu)電機(jī)提供設(shè)計(jì)思想和理論指導(dǎo)。概述永磁同步磁阻電機(jī)不同結(jié)構(gòu)形式,選擇橫向疊壓轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。給出電機(jī)在數(shù)學(xué)模型和空間矢量圖,并進(jìn)行理論分析�？紤]電動(dòng)車用電機(jī)的恒功率調(diào)速范圍要寬,得到不同電感參數(shù)下,全速域范圍內(nèi)電磁功率的變化規(guī)律,對(duì)設(shè)計(jì)時(shí)電感參數(shù)的選取提供指導(dǎo)意見。根據(jù)電感的選取原則,建立dq軸等效磁路模型,推導(dǎo)出dq軸電感、凸極比與永磁體層數(shù)和主要尺寸的變化規(guī)律,與磁障端部開口的磁阻電機(jī)仿真對(duì)比。理論推導(dǎo)出磁阻轉(zhuǎn)矩和永磁轉(zhuǎn)矩的表達(dá)式,并與實(shí)際飽和情況進(jìn)行對(duì)比分析,得到永磁體主要參數(shù)對(duì)電磁性能的影響。考慮電動(dòng)車用永磁同步磁阻電機(jī)需要高弱磁比和凸極比,對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)進(jìn)行重點(diǎn)研究。理論分析和仿真驗(yàn)證不同磁障結(jié)構(gòu)對(duì)電感參數(shù)和聚磁效果方面影響,探討層數(shù)對(duì)電感參數(shù)的影響,得到磁障形狀和層數(shù)的選取原則。對(duì)電機(jī)建立轉(zhuǎn)子尺寸參數(shù)化模型,有限元分析得到電感參數(shù)和磁阻轉(zhuǎn)矩隨主要尺寸參數(shù)的變化規(guī)律,給出最優(yōu)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)模型。電動(dòng)車用電機(jī)需要在低速或爬坡時(shí)輸出大轉(zhuǎn)矩,并且還要考慮成本因素,減少永磁體用量,因此理論分析理想電機(jī)和實(shí)際電機(jī)的電流和轉(zhuǎn)矩隨永磁磁鏈的變化規(guī)律,結(jié)合實(shí)際運(yùn)行時(shí)控制策略,得到低速最大轉(zhuǎn)矩時(shí)的最優(yōu)永磁磁鏈,用有限元驗(yàn)證�？紤]電動(dòng)車用電機(jī)運(yùn)行的平穩(wěn)性和振動(dòng)噪聲,對(duì)永磁同步磁阻電機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)抑制分析。給出電機(jī)精確的等效磁網(wǎng)絡(luò)模型,運(yùn)用磁通連續(xù)性定理得到多層磁障電機(jī)中氣隙磁密傅里葉表達(dá)式,運(yùn)用疊加定理得到多層永磁體單獨(dú)作用時(shí)氣隙磁密的傅里葉表達(dá)式和兩者同時(shí)作用時(shí)的合成氣隙磁密表達(dá)式,同時(shí)給出考慮各次諧波的電磁轉(zhuǎn)矩表達(dá)式,并用有限元仿真驗(yàn)證。對(duì)現(xiàn)有兩種非對(duì)稱結(jié)構(gòu),應(yīng)用理論和仿真同時(shí)分析電磁轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)隨磁障張角的變化規(guī)律,得到最優(yōu)磁障張角。
【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】：2015
【分類號(hào)】：U463.6;TM352
【圖文】：

圖 1-1 早期同步磁阻轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu) 圖 1-2 第二代同步磁阻電機(jī)結(jié)十年代研發(fā)出來(lái)的第三代同步磁阻電機(jī)如圖 1-3 所示，為軸向疊LA）。它由“V”形或“U”形疊片疊壓在轉(zhuǎn)軸上形成。這種結(jié)構(gòu)機(jī)凸極比很高，甚至達(dá)到 20。 1-4 為橫向（沖片）疊壓轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，實(shí)際上是一種多層磁障式轉(zhuǎn)

圖 1-1 早期同步磁阻轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu) 圖 1-2 第二代同步磁阻電機(jī)結(jié)十年代研發(fā)出來(lái)的第三代同步磁阻電機(jī)如圖 1-3 所示，為軸向疊LA）。它由“V”形或“U”形疊片疊壓在轉(zhuǎn)軸上形成。這種結(jié)構(gòu)機(jī)凸極比很高，甚至達(dá)到 20。 1-4 為橫向（沖片）疊壓轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，實(shí)際上是一種多層磁障式轉(zhuǎn)

十年代研發(fā)出來(lái)的第三代同步磁阻電機(jī)如圖 1-3 所示，為軸向疊壓式LA）。它由“V”形或“U”形疊片疊壓在轉(zhuǎn)軸上形成。這種結(jié)構(gòu)的同機(jī)凸極比很高，甚至達(dá)到 20。 1-4 為橫向（沖片）疊壓轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，實(shí)際上是一種多層磁障式轉(zhuǎn)子。壓的轉(zhuǎn)子相比，它的漏磁更多，因此產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩和功率因數(shù)較低。但機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，機(jī)械強(qiáng)度高，生產(chǎn)成本低，更適合大批量生產(chǎn)，并適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)優(yōu)化降低氣隙諧波含量和轉(zhuǎn)矩波動(dòng)。

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 王偉;永磁同步電動(dòng)機(jī)初始位置檢測(cè)及弱磁調(diào)速[D];太原理工大學(xué);2018年

本文編號(hào)：2783747