本文關鍵詞：切向結構永磁同步電機及其混合勵磁技術研究

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【摘要】：永磁同步電機(Permanent Magnet Synchronous Machine,PMSM)具有高效率、高功率密度和高可靠性等優(yōu)勢;電勵磁電機氣隙磁場可調�；旌蟿畲偶夹g將電勵磁與永磁勵磁合理結合,在電動汽車驅動系統和航空電源系統等領域具有重要的應用前景。本文首先對切向結構永磁同步電機展開研究,對電機極槽配合、永磁體尺寸進行了分析。通過有限元分析得到磁阻轉矩對總電磁轉矩的貢獻;分析了電機實際加工結構與電磁模型的差異對電機發(fā)電輸出特性和電動輸出特性的影響;為提高輸出轉矩,在電樞反應分析基礎上探討了定子槽大小和隔磁槽設計對電動輸出能力的影響。轉子磁分路混合勵磁同步電機(Hybrid Excitation Synchronous Machine,HESM)在切向結構PMSM基礎上利用混合勵磁技術發(fā)展而來,兼具高功率密度和磁場可調的優(yōu)點。將轉子磁分路HESM與切向結構PMSM進行對比分析,研究了引入磁分路結構對電樞反應、電感特性、發(fā)電及電動運行輸出功率和永磁體工作點等的影響。基于轉子磁分路機理,提出并研究了內置導磁橋轉子磁分路HESM與軸向非均勻氣隙轉子磁分路HESM兩種新型拓撲結構。分析了勵磁電流調節(jié)對恒功率運行特性與損耗的影響。設計并研制了100k W切向結構PMSM與100k W轉子磁分路HESM樣機,構建了電機對拖實驗平臺。實驗驗證了磁分路結構對電機發(fā)電與電動運行輸出性能的影響。分析了勵磁電流弱磁控制、直軸電流弱磁控制對電動運行的作用。最后驗證了通過勵磁電流與直軸電流協調控制,轉子磁分路HESM可以獲得較寬高效率運行范圍,大部分區(qū)域效率達到92%。
【關鍵詞】：切向結構永磁同步電機 混合勵磁技術 轉子磁分路 弱磁控制
【學位授予單位】：南京航空航天大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM341
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-14
• 注釋表14-15
• 第一章 緒論15-28
• 1.1 課題背景和意義15-17
• 1.1.1 電動汽車研究現狀15
• 1.1.2 電動汽車驅動電機研究現狀15-17
• 1.2 永磁同步電機研究現狀17-22
• 1.2.1 永磁同步電機拓撲結構17-20
• 1.2.2 永磁同步電機弱磁控制20-21
• 1.2.3 切向結構永磁同步電機結構與基本原理21-22
• 1.3 混合勵磁技術定義與研究現狀22-24
• 1.3.1 混合勵磁技術定義22
• 1.3.2 混合勵磁技術研究現狀22-24
• 1.4 轉子磁分路混合勵磁同步電機結構原理與研究基礎24-26
• 1.4.1 轉子磁分路混合勵磁同步電機結構與基本原理24-25
• 1.4.2 轉子磁分路混合勵磁同步電機磁路模型25-26
• 1.4.3 轉子磁分路混合勵磁同步電機數學模型26
• 1.5 本課題主要研究內容26-28
• 第二章 切向結構永磁同步電機研究28-39
• 2.1 電動汽車用切向結構永磁同步電機設計分析28-31
• 2.1.1 電動汽車用驅動電機技術指標28
• 2.1.2 極槽配合28-29
• 2.1.3 永磁體尺寸選擇29-30
• 2.1.4 磁阻轉矩分析30-31
• 2.2 實際結構參數變化對電機性能的影響31-33
• 2.2.1 轉子疊片結構變化31-32
• 2.2.2 定子斜槽32-33
• 2.3 基于電樞反應分析的結構設計33-37
• 2.3.1 定子槽設計34-36
• 2.3.2 隔磁槽設計36-37
• 2.4 本章小結37-39
• 第三章 切向結構永磁同步電機混合勵磁技術研究39-61
• 3.1 轉子磁分路結構對電機特性的影響39-48
• 3.1.1 轉子磁分路機理39-40
• 3.1.2 磁分路結構對電樞反應的影響40-41
• 3.1.3 磁分路結構對電感特性的影響41-44
• 3.1.4 磁分路結構對發(fā)電、電動運行輸出能力的影響44-46
• 3.1.5 磁分路結構對永磁體工作點的影響46-48
• 3.2 轉子磁分路機理新型拓撲研究48-54
• 3.2.1 內置導磁橋轉子磁分路混合勵磁同步電機48-50
• 3.2.2 軸向非均勻氣隙轉子磁分路混合勵磁同步電機50-54
• 3.3 電動汽車用轉子磁分路混合勵磁同步電機設計分析54-60
• 3.3.1 轉子N極導磁體結構設計54-57
• 3.3.2 轉子裝配結構設計57-58
• 3.3.3 勵磁電流調節(jié)對恒功率運行特性的影響58-59
• 3.3.4 勵磁電流調節(jié)對損耗的影響59-60
• 3.4 本章小結60-61
• 第四章 切向結構永磁同步電機及其混合勵磁結構對比實驗與分析61-74
• 4.1 實驗樣機研制61
• 4.2 發(fā)電運行輸出特性實驗驗證與分析61-66
• 4.2.1 空載實驗驗證與分析62-64
• 4.2.2 負載實驗驗證與分析64-66
• 4.3 對拖實驗系統66-67
• 4.4 電動運行輸出特性實驗驗證與分析67-72
• 4.4.1 空載損耗與空載電流分析67-68
• 4.4.2 輸出轉矩分析68-69
• 4.4.3 勵磁電流弱磁控制69-70
• 4.4.4 直軸電流弱磁控制70-71
• 4.4.5 勵磁電流與直軸電流協調控制71-72
• 4.5 本章小結72-74
• 第五章 總結與展望74-76
• 5.1 本文工作總結74
• 5.2 后續(xù)工作展望74-76
• 參考文獻76-80
• 致謝80-81
• 在學期間的研究成果及發(fā)表的學術論文81

【參考文獻】

中國期刊全文數據庫 前10條

1 耿偉偉;張卓然;于立;嚴仰光;;新型并列式混合勵磁無刷直流電機結構原理及其磁場調節(jié)特性[J];電工技術學報;2013年11期

2 夏永洪;王善銘;邱阿瑞;黃劭剛;;新型混合勵磁永磁同步電機齒諧波電動勢的協調控制[J];電工技術學報;2012年03期

3 楊善水;張卓然;楊春源;王莉;周波;;基于多環(huán)調壓控制的混合勵磁航空變頻交流發(fā)電系統[J];電工技術學報;2012年03期

4 盛義發(fā);喻壽益;桂衛(wèi)華;洪鎮(zhèn)南;;軌道車輛用永磁同步電機系統弱磁控制策略[J];中國電機工程學報;2010年09期

5 張文亮;武斌;李武峰;來小康;;我國純電動汽車的發(fā)展方向及能源供給模式的探討[J];電網技術;2009年04期

6 陳景;張卓然;嚴仰光;楊善水;;切向結構無刷直流電動機轉子隔磁槽優(yōu)化[J];微特電機;2008年03期

7 朱孝勇;程明;趙文祥;張建忠;花為;;混合勵磁電機技術綜述與發(fā)展展望[J];電工技術學報;2008年01期

8 胥良;宋立偉;李子健;付健夫;王福平;;節(jié)能型能量回饋式電動車用電機對拖試驗系統[J];電工技術學報;2007年08期

9 王秀和,丁婷婷,楊玉波,朱常青,王道涵;自起動永磁同步電動機齒槽轉矩的研究[J];中國電機工程學報;2005年18期

10 嚴嵐,賀益康;復合轉子永磁無刷直流電動機弱磁特性研究[J];電工技術學報;2004年03期

中國博士學位論文全文數據庫 前3條

1 王艾萌;內置式永磁同步電動機的優(yōu)化設計及弱磁控制研究[D];華北電力大學（河北）;2010年

2 曹先慶;混合動力電動汽車用永磁同步電動機驅動系統的研究[D];沈陽工業(yè)大學;2008年

3 張卓然;新型混合勵磁同步電機特性研究[D];南京航空航天大學;2009年

中國碩士學位論文全文數據庫 前4條

1 胡太元;永磁同步電機變交軸電壓單電流調節(jié)器弱磁控制方法研究[D];北京交通大學;2012年

2 張科;永磁電機齒槽轉矩研究[D];河南理工大學;2011年

3 丁強;永磁同步電機矢量控制系統弱磁控制策略研究[D];中南大學;2010年

4 張勝洲;帶有雙向直流環(huán)節(jié)的交流電機牽引實驗系統的研究[D];南京理工大學;2010年

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本文編號：899131