考虑交叉耦合的永磁同步电机电感参数研究

发布时间：2017-10-12 00:27

  本文关键词：考虑交叉耦合的永磁同步电机电感参数研究

  更多相关文章： 永磁同步电机 有限元法 交叉耦合 交流静态法

【摘要】：永磁同步电机在能耗、可靠性和结构上具有突出的优势。随着电机控制理论的进步和材料科学的发展,永磁同步电机在工业和民用领域得到了广泛的应用。电感是永磁同步电机设计和控制领域的重要参数。由于永磁同步电机转子的结构复杂多样,交直轴之间存在交叉耦合作用以及材料非线性的特点,电机电感精确计算和测试的难度很大,也给电机运行特性的研究分析造成了很大的影响。针对以上问题,本文对永磁同步电机的电感参数进行了相关研究。首先介绍了永磁同步电机的基本结构和相关理论,利用Ansys Maxwell建立了内置式和表贴式永磁同步电机的有限元分析模型,对有限元法的基本原理和交叉耦合效应的产生进行了简单论述。其次推导了三种基于有限元法的电感计算方法的原理,完成了两种类型永磁同步电机的电感计算。其中磁链电流法和磁链摄动法没有考虑交叉耦合的影响,磁链微分法则计及了交叉耦合的作用。对比分析了三种计算方法的结果,验证了电感计算需要考虑磁路饱和以及交叉耦合的影响才能获得精度较高的结果。同时也分析了内置式电机与表贴式电机在电感变化上的差异。搭建了内置式永磁同步电机的弱磁控制系统仿真模型,研究了电感参数变化对于弱磁控制系统性能的影响。最后分析了交流静态法测试内置式永磁同步电机电感参数的原理。由于传统交流静态法激励施加的方式与电机实际情况存在差异,导致测试结果存在一定误差。针对这一缺点,本文提出了改进型交流静态法,使测试过程中电机磁场的分布更接近电机实际情况,计及了交叉耦合的影响。对两种方法进行了仿真和实验验证,结果证明了改进型方法的有效性。
【关键词】：永磁同步电机 有限元法 交叉耦合 交流静态法
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM341
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-16
• 1 绪论16-24
• 1.1 选题背景及意义16-17
• 1.2 永磁同步电机电感参数研究现状17-23
• 1.3 本文主要内容23-24
• 2 永磁同步电机模型及参数分析24-34
• 2.1 永磁同步电机基本结构与分类24-26
• 2.2 永磁同步电机数学模型26-29
• 2.3 PMSM定子绕组自感与互感29-31
• 2.4 交叉耦合现象分析31-33
• 2.5 本章小结33-34
• 3 永磁同步电机有限元模型与电感计算原理34-42
• 3.1 有限元法基本原理34-36
• 3.2 永磁同步电机有限元模型建立36-40
• 3.3 有限元法电感计算理论40-41
• 3.4 本章小结41-42
• 4 基于有限元法的永磁同步电机电感的研究42-63
• 4.1 不考虑交叉耦合的磁链电流法42-45
• 4.2 不考虑交叉耦合的磁链摄动法45-49
• 4.3 考虑交叉耦合的磁链微分法49-56
• 4.4 电感变化对弱磁控制的影响56-62
• 4.5 本章小结62-63
• 5 考虑交叉耦合的永磁同步电机电感测试研究63-75
• 5.1 传统交流静态法63-66
• 5.2 改进型交流静态法66-71
• 5.3 实验研究71-74
• 5.4 本章小结74-75
• 6 总结与展望75-77
• 参考文献77-83
• 作者简介83-85
• 学位论文数据集85

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本文编号：1015649