三相表贴式磁场调制永磁电机的研究

发布时间：2020-10-24 12:20

　　 磁场调制永磁电机是基于磁齿轮效应的高转矩密度永磁电机,在低速大扭矩应用领域具有广泛的应用前景。近年来,国内外学者对该类电机进行了广泛地研究,研究主要集中在拓扑结构、功率因数和转矩密度的提高等方面。本文以三相表贴式磁场调制电机为研究对象,针对磁场调制电机功率传递关系、电磁性能、永磁体损耗、径向力和功率因数等进行了研究,主要研究工作和结果可归纳为以下几方面:1.对具有调制环的磁场调制永磁电机的空载磁场、反电势和电磁转矩的解析公式进行了推导;总结了磁场调制永磁电机的6种功率传递关系,并进行了有限元验证。对调制环的尺寸对转矩的影响进行了详细分析;研究了定子极对数与永磁体对数的配合对反电动势谐波和转矩脉动抑制的影响。2.对具有整数极比的表贴式游标永磁电机的电磁性能和设计进行研究。分析了极比和绕组极对数对转矩输出能力、转矩质量、过载能力和功率因数的影响以及对裂比、定子槽开口和永磁体厚度等优化设计参数的影响;研究表贴式游标永磁电机的尺寸关系和设计公式,并进来了有限元验证,试制了样机和进行试验测试。3.分析了表贴式游标永磁电机极比和绕组极对数对永磁体空载和负载涡流损耗的影响,研究了永磁体分段技术对表贴式游标永磁电机永磁体涡流损耗的抑制。4.对转子永磁体型和定子永磁体型表贴式游标永磁电机的空载和负载工况的径向力进行了详细分析。推导了定子永磁体型和转子永磁体型游标永磁电机主导低阶径向力的阶次和频率,并通过样机振动测试验证了理论分析和有限元仿真结果。5.研究了提高表贴式游标永磁电机功率因数的两种方法,即采用弱磁控制方法和双定子拓扑结构。弱磁控制可降低游标永磁电机负载时磁路的饱和度,从而在一定程度上提高反电动势和功率因数;双定子结构的游标永磁电机可提高永磁调制磁场并降低永磁体基波磁场,从而提高有效磁负荷和降低电枢反应电感来提高功率因数。
【学位单位】：华中科技大学
【学位级别】：博士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TM351
【部分图文】：

开口槽的齿极结构，当转子旋转时调制磁场。在该类电机中，每对极度通常设置为齿距的 1/3。图 1-2通反向永磁电机，在该文献中作者槽极配合、设计方法和电磁性能等

-2 三相定子 12 槽/转子 16 极磁通反向永磁电机（Flux-Switch Permanent Magnet，FSPM子也为大开口槽的齿极结构[7-11]。在该子部分被分离成多块 U 型的导磁铁心，度、永磁体厚度以及槽开口宽度设置为子 10 极三相磁通切换永磁电机，在该文、槽极配合和电磁性能等进行了详细的

Doubly-Salient Permanent Magnet，DS开口槽的双凸极结构。图 1-4 为文献永磁电机，文献指出该类电机实质属出双凸极永磁电机既可按无刷直流也
【参考文献】

相关期刊论文 前3条

1 邓永停;李洪文;王建立;;大型望远镜交流伺服控制系统综述[J];中国光学;2015年06期

2 程明;张淦;花为;;定子永磁型无刷电机系统及其关键技术综述[J];中国电机工程学报;2014年29期

3 郭思源;周理兵;曲荣海;凌在汛;;基于精确子域模型的游标永磁电机解析磁场计算[J];中国电机工程学报;2013年30期

本文编号：2854457