磁通切换永磁电机的设计与分析
本文选题：磁通切换 切入点：永磁电机 出处：《上海电机学院》2016年硕士论文 论文类型：学位论文
【摘要】：磁通切换永磁电机作为最新的定子永磁型电机,克服了传统转子永磁型电机的诸多缺点,被认为是最具有推广和应用潜力的双凸极结构永磁电机。然而,由于其特殊的结构及较高的气隙磁密等特点,磁通切换永磁电机的齿槽转矩远大于传统的永磁电机;它也存在着永磁电机的另一个固有问题——调磁困难。本文首先对磁通切换电机的背景及研究现状进行介绍。接着,以12/10极磁通切换永磁电机为例,详细介绍其结构和工作原理,包括磁通切换原理、绕组一致性和磁路互补性等,揭示了其反电动势具有很高正弦度的原因,并建立其数学模型,为采用无刷交流控制奠定了理论基础。设计了三相12/10极磁通切换永磁电机的结构尺寸,通过有限元软件对其电磁特性(包括空载永磁磁场、电枢反应磁场、永磁磁链、反电动势和齿槽转矩等)进行仿真分析,与前面的理论能够很好的对应。考虑较大的齿槽转矩及互感的影响,通过Matlab/Simulink建立了能够更为真实反应实际物理模型的矢量控制仿真系统,仿真结果表明其具有良好的稳态和动态性能。针对齿槽转矩较大这一问题,通过对12/10极磁通切换永磁电机的齿槽转矩谐波以及传统的齿槽转矩削弱方法的分析,提出转子分段斜极和转子极倒角相结合的策略,建立了目标函数进行量化分析,证明了该策略简单有效。针对调磁难这一问题,提出了一种调磁拓扑——混合励磁磁通切换电机,详细分析了其工作原理;并考虑饱和特性,针对其调磁特性与E型混合励磁磁通切换电机进行了对比分析;根据励磁磁通路径的不同,研究了转子极数对调磁性能的影响,有限元仿真结果表明其具有良好的调磁性能。
[Abstract]:Flux switched permanent magnet motor, as the newest stator permanent magnet motor, overcomes many shortcomings of traditional rotor permanent magnet motor, and is considered to be the most potential doubly salient permanent magnet motor. Because of its special structure and high air-gap magnetic density, the torque of flux-switched permanent magnet motor is much higher than that of traditional permanent magnet motor. It also has another inherent problem of permanent magnet motor, that is, the difficulty of adjusting magnetic field. Firstly, this paper introduces the background and research status of flux switching motor. Then, taking 12/10 pole flux switched permanent magnet motor as an example, the structure and working principle of the motor are introduced in detail. The principle of flux switching, the consistency of winding and the complementarity of magnetic circuit are included. The reason of the high sinusoidal degree of the backEMF is revealed, and its mathematical model is established. The structure size of three-phase 12/10 pole flux switched permanent magnet motor is designed, and its electromagnetic characteristics (including no-load permanent magnetic field, armature reaction magnetic field, permanent magnetic flux linkage) are analyzed by finite element software. The simulation and analysis of the back EMF and the grooving torque can well correspond to the previous theory, considering the influence of the larger slot torque and the mutual inductance, A vector control simulation system based on Matlab/Simulink is established, which can reflect the actual physical model more realistically. The simulation results show that the vector control system has good steady and dynamic performance. Based on the analysis of slot torque harmonics of 12/10 pole-flux switched permanent magnet motor and the traditional method of weakening the slot torque, the strategy of combining the rotor segment inclined pole with the rotor pole chamfering is put forward, and the objective function is established for quantitative analysis. It is proved that the strategy is simple and effective. In order to solve the problem of difficult to adjust magnetic field, a kind of flux switching motor with hybrid excitation is proposed, and its working principle is analyzed in detail, and the saturation characteristic is considered. According to the difference of excitation flux path, the effect of rotor pole number on magnetic flux modulation performance is studied. The finite element simulation results show that the motor has a good magnetic control performance.
【学位授予单位】：上海电机学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM351
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 ;第八届全国永磁电机学术会议征文通知[J];电工技术学报;2004年08期
2 黄苏融;钱慧杰;张琪;谢国栋;;现代永磁电机技术研究与应用开发[J];电机与控制应用;2007年01期
3 ;“全国永磁电机研讨会”在沈阳召开[J];电气技术;2008年10期
4 ;“第十届全国永磁电机研讨会”征文通知[J];微电机;2010年02期
5 ;第十届全国永磁电机学术暨产业合作发展研讨会召开[J];电机与控制应用;2011年09期
6 张朴;罗润娟;;永磁电机行业发展概述[J];电器工业;2012年06期
7 孙昌志;1987年永磁电机学术会议综述[J];电工技术杂志;1988年01期
8 孙昌志;唐任远;;永磁电机的发展及其展望[J];微特电机;1988年04期
9 耿连发,唐任远;第五届永磁电机学术交流会综述[J];电工技术杂志;1995年02期
10 俞性刚,汤宗武;三槽式220V直流永磁电机[J];电机技术;1995年02期
相关会议论文 前10条
1 张偶;程明;;永磁电机定位力矩的分析计算[A];江苏省电工技术学会成立十周年庆典暨2004年学术年会论文集[C];2004年
2 李春光;;永磁电机在油田大有作为[A];第十一届全国永磁电机学术交流会论文集[C];2011年
3 张小雷;徐龙祥;;片状无轴承永磁电机的优化设计[A];中国力学学会学术大会'2005论文摘要集（下）[C];2005年
4 龚宇;崔巍;施进浩;江建中;;永磁电机有限元时步法的研究与应用[A];第十届中国小电机技术研讨会论文集[C];2005年
5 王秀和;朱常青;;第19届国际稀土永磁及应用研讨会(Workshop on REPM'06)永磁电机论文综述[A];第八届全国永磁电机学术交流会论文集[C];2007年
6 柳长江;杨德望;;高速直流无槽永磁电机的研制[A];第八届全国永磁电机学术交流会论文集[C];2007年
7 邵广军;赵清;安忠良;;永磁电机转子强度接触有限元分析[A];第八届全国永磁电机学术交流会论文集[C];2007年
8 张卓然;;基于静磁场有限元分析的永磁电机教学方法[A];第五届全国高校电气工程及其自动化专业教学改革研讨会论文集(1)[C];2008年
9 陶瑞民;;永磁电机电磁场的边界元方法[A];第十一届全国永磁电机学术交流会论文集[C];2011年
10 佟宪良;王德俊;边技超;张建波;;高速新型永磁电机结构及性能试验分析[A];第11届全国转子动力学学术讨论会（ROTDYN2014）论文集（上册）[C];2014年
相关重要报纸文章 前10条
1 申军平;永济电机厂加快永磁电机研发[N];中国冶金报;2006年
2 记者 齐作权 通讯员 申军平;国内永磁电机工程技术研究室落户永济[N];山西日报;2006年
3 申军平;永济电机将出口大型永磁电机[N];中国冶金报;2008年
4 ;让科技创新的旗帜高高飘扬[N];包头日报;2011年
5 高勇;北京将重点发展集成电路和高档永磁电机[N];中国有色金属报;2004年
6 记者 王旭东 通讯员 章怀峰 魏琦;争做行业龙头 分享高铁“蛋糕”[N];绍兴日报;2010年
7 赵向南 于丽;永磁电机上国家重点推广的节能技术目录[N];山西日报;2014年
8 记者 闫剑利 耿倩;永磁电机节能技术被国家“相中”[N];科学导报;2014年
9 朱宇;航天电器子公司北京设厂[N];中国证券报;2007年
10 记者 王敏 邵启明;南钢高压大功率永磁电机节能新技术通过鉴定[N];中国冶金报;2008年
相关博士学位论文 前10条
1 周晓燕;无轴承永磁电机磁场全局解析摄动法和优化设计研究[D];上海大学;2015年
2 杜光辉;兆瓦级高速永磁电机关键问题研究[D];沈阳工业大学;2015年
3 刘忠奇;潜油泵直驱单元组合超细长永磁电机研究[D];沈阳工业大学;2015年
4 陈红;7MW内置式永磁直驱风力发电机关键设计技术研究[D];华中科技大学;2015年
5 康惠林;谐波电流注入式多相永磁电机分析与优化[D];华中科技大学;2015年
6 郝立;轴向磁场磁通切换永磁电机的设计、分析及控制研究[D];东南大学;2015年
7 张东;新型双定子永磁电机的设计与研究[D];上海大学;2008年
8 黄明星;新型永磁电机的设计、分析与应用研究[D];浙江大学;2008年
9 王晋;多相永磁电机的理论分析及其控制研究[D];华中科技大学;2010年
10 张冉;表面式永磁电机电磁激振力波及其抑制措施研究[D];山东大学;2011年
相关硕士学位论文 前10条
1 杨可新;电动汽车用永磁无刷直流电机的设计研究[D];哈尔滨理工大学;2013年
2 白英杰;基于等效磁荷法的Halbach永磁电机磁极计算与优化[D];西南交通大学;2015年
3 李新福;弹道修正弹执行机构的控制方法研究[D];沈阳理工大学;2015年
4 杨国庆;压缩机用永磁电机效率和噪声的研究[D];哈尔滨工业大学;2015年
5 曲立志;基于无电解电容驱动器的空调永磁电机控制策略研究[D];哈尔滨工业大学;2015年
6 王春成;高温环境下永磁电机驱动系统研究[D];哈尔滨工业大学;2015年
7 余宁;永磁电机的热分析与冷却结构优化[D];宁波大学;2015年
8 徐鹤;双转子永磁电机的研究[D];长春理工大学;2014年
9 程雪斌;非晶合金高速永磁电机热管理技术研究[D];沈阳工业大学;2016年
10 张华伟;非晶合金轴向磁通永磁电机冷却系统设计及热计算[D];沈阳工业大学;2016年
，本文编号：1610616
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlidianqilunwen/1610616.html
