發(fā)布時間：2021-09-09 12:08

　　電動汽車以節(jié)能環(huán)保和高智能化程度等優(yōu)勢成為了未來汽車的發(fā)展方向�；旌蟿畲泡S向磁通切換永磁電機具有結(jié)構(gòu)簡單緊湊、軸向長度短、功率/轉(zhuǎn)矩密度高、低速大轉(zhuǎn)矩、寬恒功率運行范圍等優(yōu)點,在電動汽車等領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。本文以新型雙轉(zhuǎn)子混合勵磁軸向磁通切換永磁（Double-Rotor Hybrid Excited Axial Switched-Flux Permanent Magnet,DRHE-ASFPM）電機為研究對象,在最佳拓撲結(jié)構(gòu)、設(shè)計方法、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、電磁性能、齒槽轉(zhuǎn)矩、實驗驗證和性能評估等方面開展研究,為電機進一步深入分析和推廣應(yīng)用提供理論依據(jù)與技術(shù)基礎(chǔ)。論文首先提出新型DRHE-ASFPM電機的拓撲結(jié)構(gòu),分析運行規(guī)律并揭示調(diào)磁機理;建立DRHE-ASFPM電機功率尺寸方程,探究電磁設(shè)計原則,總結(jié)通用設(shè)計方法,并完成初始設(shè)計。其次,分析基于初始結(jié)構(gòu)參數(shù)的電機電磁性能,研究定、轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)參數(shù)變化對DRHE-ASFPM電機電磁性能的影響,進行電機結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化。對比分析6槽/10極、6槽/11極、6槽/13極和6槽/14極4臺電機的電磁性能,最終確定DRHE-ASFPM電機最佳槽極配合。在... 

【文章來源】：西安理工大學(xué)陜西省

【文章頁數(shù)】：91 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

單相軸向磁通切換永磁電機

圖1-10單相軸向磁通切換永磁電機韓國學(xué)者提出了一種三相6/4軸向磁通切換永磁電機[52],如圖1-11所示。它采用了雙定子/單轉(zhuǎn)子拓撲,兩個定子結(jié)構(gòu)相同,轉(zhuǎn)子為凸極。該結(jié)構(gòu)電機消除了磁鏈中的偶次諧波分量,有效改善了磁鏈的正弦度。此外,文獻[53,54]中研究了該電機定子錯位安裝和不對稱轉(zhuǎn)子極結(jié)構(gòu)對電磁性能的影響。結(jié)果表明,定子錯位安裝可有效提高輸出轉(zhuǎn)矩,不對稱轉(zhuǎn)子極結(jié)構(gòu)降低了反電動勢總諧波畸變率。由于部分磁通經(jīng)過轉(zhuǎn)子軛部,該電機的效率受到一定的影響。

東南大學(xué)林明耀教授提出了如圖1-12所示的三相12/10軸向磁通切換永磁電機[55-57],包括雙定子/單轉(zhuǎn)子和單定子/雙轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu),兩臺電機的定、轉(zhuǎn)子呈凸極結(jié)構(gòu)。其中圖1-12(a)所示的雙定子/單轉(zhuǎn)子的定子U形疊壓鐵心和交錯充磁的永磁體組成,而圖1-12(b)所示為單定子/雙轉(zhuǎn)子電機,其定子由H形鐵心和交錯充磁的永磁體構(gòu)成,轉(zhuǎn)子均無繞組和永磁體,結(jié)構(gòu)簡單可靠。兩臺電機的轉(zhuǎn)矩輸出能力和功率密度均較高,反電動勢正弦度也高,但是由于雙凸極結(jié)構(gòu)不可避免的聚磁效應(yīng),齒槽轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)矩脈動也均較大。為提升該電機的性能,文獻[58]采用了三種不同結(jié)構(gòu)的定子鐵心對雙定子/單轉(zhuǎn)子電機進行對比研究,并確定了電磁性能最優(yōu)的定子結(jié)構(gòu);文獻[59]針對雙定子/單轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)提出了轉(zhuǎn)子極開輔助槽的方法,縮減了齒槽轉(zhuǎn)矩;文獻[60]通過優(yōu)化轉(zhuǎn)子極寬和定子單元結(jié)構(gòu),有效降低了單定子/雙轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的齒槽轉(zhuǎn)矩;文獻[61]對單定子/雙轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的容錯特性進行了研究,結(jié)果表明改進后電機具有良好的容錯性能。文獻[62]對圖1-12(b)所示的雙定子/單轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)電機進行了改進,提出了新的無磁軛結(jié)構(gòu),如圖1-13所示。每個定子單元由3塊無磁軛鐵心、2塊充磁方向相反的永磁體和1個電樞繞組組成。該結(jié)構(gòu)增加了電樞繞組的空間,提高了電機的帶載能力,且轉(zhuǎn)子錯位安裝可以降低轉(zhuǎn)矩脈動,但永磁體用量明顯增加,制造成本較高。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]電動汽車用高功率密度碳化硅電機控制器研究[J]. 張棟,范濤,溫旭輝,寧圃奇,李磊,邰翔,李曄,段卓琳,何國林,張少昆,鄭丹.  中國電機工程學(xué)報. 2019(19)
[2]電動車用多盤式永磁同步電機協(xié)同優(yōu)化與容錯控制方法[J]. 趙劍飛,花敏琪,劉廷章.  中國電機工程學(xué)報. 2019(02)
[3]一種新型定子分區(qū)式混合勵磁電機的設(shè)計與分析（英文）[J]. 吳中澤,諸自強.  中國電機工程學(xué)報. 2017(22)
[4]基于矢量控制的混合勵磁軸向磁場磁通切換永磁電機分區(qū)控制策略[J]. 趙紀龍,景夢蝶,林明耀,孫向東,李寧.  中國電機工程學(xué)報. 2017(22)
[5]軸向磁通永磁電機空載氣隙磁場建模分析[J]. 孫明燦,唐任遠,韓雪巖,佟文明.  中國電機工程學(xué)報. 2018(05)
[6]高性能電機系統(tǒng)的共性基礎(chǔ)科學(xué)問題與技術(shù)發(fā)展前沿[J]. 馬偉明,王東,程思為,陳俊全.  中國電機工程學(xué)報. 2016(08)
[7]不同結(jié)構(gòu)軸向磁通永磁電機的有限元設(shè)計與對比研究（英文）[J]. 李華陽,沈建新.  電工技術(shù)學(xué)報. 2015(14)
[8]混合勵磁軸向磁場磁通切換型永磁電機靜態(tài)特性[J]. 徐妲,林明耀,付興賀,郝立,張蔚,趙紀龍.  電工技術(shù)學(xué)報. 2015(02)
[9]軸向永磁電機及其研究發(fā)展綜述[J]. 黃允凱,周濤,董劍寧,郭保成,張莉.  中國電機工程學(xué)報. 2015(01)
[10]混合勵磁同步電機及其控制技術(shù)綜述和新進展[J]. 趙紀龍,林明耀,付興賀,黃允凱,徐妲.  中國電機工程學(xué)報. 2014(33)



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