基于三次谐波的混合励磁同步发电机研究
发布时间：2020-12-28 01:12
永磁同步电机具有高功率密度、高效率、结构简单、易于维护等优点,在电动汽车、风力发电、伺服驱动等领域有着广泛地应用。但由于永磁体的固有性质,导致永磁电机的气隙磁场调节较为困难。混合励磁电机结合了永磁电机和电励磁电机的优点,较好地解决了永磁电机励磁调节困难以及电励磁电机效率低的问题,具有良好的应用前景。因此,围绕一种新型混合励磁同步发电机的基础理论、谐波励磁系统设计、运行性能计算,以及样机研制和实验进行了系统的研究。提出了一种基于三次谐波的混合励磁同步发电机,针对该新型混合励磁电机的基本结构、气隙磁场调节原理,以及三次谐波的产生机理等基础理论进行了研究。分析了三次谐波励磁系统输出最大励磁电流的条件,给出了定子三次谐波绕组和转子励磁绕组设计原则以及设计方法,通过对不同三次谐波绕组匝数下的仿真结果的比较与分析,得出了最佳的设计方案。借助有限元和电路仿真软件,建立了三次谐波的混合励磁同步发电机系统场路耦合仿真模型,针对该发电机的空载特性、外特性,调整特性以及励磁控制等性能进行了仿真计算。仿真结果验证了该发电机励磁原理的正确性,同时也表明了其具有较宽的调压范围以及较高的效率。根据该发电机基础理论和...
【文章来源】：南昌大学江西省 211工程院校
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１串联式混合励磁电机??
?第１章绪论???文献１３１１中所示的并联式混合励磁永磁电机如图１．２所示，主要由两部分组??成，其中永磁部分位于发电机中部，辅助励磁部分位于发电机两侧。定子铁芯??内布置了两组环形励磁绕组作为辅助励磁绕组，定子铁芯外圆套有导磁套筒，??用于提供轴向磁路。辅助励磁部分的转子铁芯极和永磁极交错排列。调压原理??是利用永磁极与铁芯极的磁阻不同，通过调节励磁电流的大小和方向，实现对??铁芯极气隙磁场的调节。该电机借助改变励磁绕组中的励磁电流，可以方便地??实现电机内气隙磁场的调节。由于励磁绕组安装在定子上，所以实现了无刷化，??何是电机中既有轴向磁路又有径向磁路，电机的漏磁较大。??—？?—？?—？?—？?—？?—？??—？?—？?—？?—？?—？?—？??铁心?Ａ?＊?Ａｆ?ｍ??ｓ?极?Ｍ?Ｉ?Ｉ?ｉ?ｉ??ｕ）磁通路径示意图??轉議馨??（ｂ）三维结构示意图??图１．２并联式混合励磁发电机??文献１３：１中提出了一种无刷无励磁机的混合励磁永磁电机，如图１．３所示，??定子铁芯结构与普通永磁同步发电机类似，定子电枢绕组和定子谐波励磁绕组??３??
?第１章绪论???分布于定子铁心上沿圆周方向开设的槽中，定子电枢绕组用于机电能量转换，??定子谐波励磁绕组用于产生静止的谐波磁常相邻磁极之间的转子铁芯上冲压??有开口槽，槽中放置集中式感应绕组，每个绕组都串联二极管后自行短接。定??子励磁绕组通入直流电后所产生的磁场会在电机旋转时切割转子感应绕组，进??而产生感应电流，经过二极管整流后再产生脉动的直流电，进而产生一个以同??步速旋转的辅助调节磁常该电机调磁方便，且没有电刷，但是由于需要额外??的直流可调电源，增加了整体的成本及功耗。??定子电?????ｙ定了？谐波绕组??枢绕组??转子励?、、＇??磁绕组ｖ＼定子铁芯??，转了？铁芯??（ａ）电机截面图??转子?ｍｉ－??ｉＰ?＞＼?丨丨?－?ｉ｜????ｉ／＜５，＋ｙ＞?Ｎｉｌ／＇?＾?＇＇丨?ｒ??一、丨—！（Ｊ＇』ｉ?＾??｜?ｓ＼?■?／?Ｊ??Ｉ?」?＾ｒｚｒｒＴＬ－?１￣￣｜?励磁抟???｜制器ｆ??（ｂ）电机原理图??图１．３无刷无励磁机的混合励磁发电机??文献１Ｍ提出了转子磁分路切向磁钢的混合励磁电机方案，如图１．４所示，??通过在轴向磁路中串入电励磁磁势源对轴向磁路的磁通进行调节，径向磁路气??４??
本文编号：2942853
【文章来源】：南昌大学江西省 211工程院校
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１串联式混合励磁电机??
?第１章绪论???文献１３１１中所示的并联式混合励磁永磁电机如图１．２所示，主要由两部分组??成，其中永磁部分位于发电机中部，辅助励磁部分位于发电机两侧。定子铁芯??内布置了两组环形励磁绕组作为辅助励磁绕组，定子铁芯外圆套有导磁套筒，??用于提供轴向磁路。辅助励磁部分的转子铁芯极和永磁极交错排列。调压原理??是利用永磁极与铁芯极的磁阻不同，通过调节励磁电流的大小和方向，实现对??铁芯极气隙磁场的调节。该电机借助改变励磁绕组中的励磁电流，可以方便地??实现电机内气隙磁场的调节。由于励磁绕组安装在定子上，所以实现了无刷化，??何是电机中既有轴向磁路又有径向磁路，电机的漏磁较大。??—？?—？?—？?—？?—？?—？??—？?—？?—？?—？?—？?—？??铁心?Ａ?＊?Ａｆ?ｍ??ｓ?极?Ｍ?Ｉ?Ｉ?ｉ?ｉ??ｕ）磁通路径示意图??轉議馨??（ｂ）三维结构示意图??图１．２并联式混合励磁发电机??文献１３：１中提出了一种无刷无励磁机的混合励磁永磁电机，如图１．３所示，??定子铁芯结构与普通永磁同步发电机类似，定子电枢绕组和定子谐波励磁绕组??３??
?第１章绪论???分布于定子铁心上沿圆周方向开设的槽中，定子电枢绕组用于机电能量转换，??定子谐波励磁绕组用于产生静止的谐波磁常相邻磁极之间的转子铁芯上冲压??有开口槽，槽中放置集中式感应绕组，每个绕组都串联二极管后自行短接。定??子励磁绕组通入直流电后所产生的磁场会在电机旋转时切割转子感应绕组，进??而产生感应电流，经过二极管整流后再产生脉动的直流电，进而产生一个以同??步速旋转的辅助调节磁常该电机调磁方便，且没有电刷，但是由于需要额外??的直流可调电源，增加了整体的成本及功耗。??定子电?????ｙ定了？谐波绕组??枢绕组??转子励?、、＇??磁绕组ｖ＼定子铁芯??，转了？铁芯??（ａ）电机截面图??转子?ｍｉ－??ｉＰ?＞＼?丨丨?－?ｉ｜????ｉ／＜５，＋ｙ＞?Ｎｉｌ／＇?＾?＇＇丨?ｒ??一、丨—！（Ｊ＇』ｉ?＾??｜?ｓ＼?■?／?Ｊ??Ｉ?」?＾ｒｚｒｒＴＬ－?１￣￣｜?励磁抟???｜制器ｆ??（ｂ）电机原理图??图１．３无刷无励磁机的混合励磁发电机??文献１Ｍ提出了转子磁分路切向磁钢的混合励磁电机方案，如图１．４所示，??通过在轴向磁路中串入电励磁磁势源对轴向磁路的磁通进行调节，径向磁路气??４??
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