新型非对称转子永磁辅助式同步磁阻电机研究
发布时间：2021-01-08 18:22
永磁同步电机（PMSM）因具有高转矩密度,高功率因数,高效率等优点而被广泛应用于各种领域。虽然稀土永磁材料性能优良,但是价格浮动较大。这使得永磁辅助式同步磁阻电机（permanent magnet-assisted synchronous reluctance motor）成为近些年的研究热点。本文将其简称为PMA-synRM。传统PMA-synRM的电磁转矩由永磁转矩和磁阻转矩组成,二者随电流相位角按正弦规律变化,但周期不同,且各自峰值所对应的电流相位角也不同。若能够使二者峰值相互靠近,则可以提升电磁转矩。为了实现对磁阻转矩与永磁转矩相位关系的控制,本文展开如下工作:（1）通过引入永磁磁链的交直轴分量,建立了非对称转子PMA-synRM在d-q坐标系下的数学模型,给出了电压方程,电流方程,转矩方程,磁链方程;（2）基于d-q坐标系下的数学模型,本文首先设计了一台8极非对称转子PMA-synRM,并进行有限元分析,分析结果显示,这台8极非对称转子PMA-synRM实现了对磁阻转矩与永磁转矩叠加关系的改变,从而验证了学模型的正确性;（3）考虑到上述电机存在着转子方永磁体空间受到严重限制,...
【文章来源】：沈阳工业大学辽宁省
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
PMA-synRM拓扑结构
R），横轴为电流相位角。图1.2 传统PMA-synRM 转矩叠加关系Fig. 1.2 The relationship of torque of traditional PMA-synRM由图 2 可知，永磁转矩在电流相位角 =0o时取得最大值，而磁阻转矩在电流相位角 =45o时取得最大值，电磁转矩是磁铁转矩和磁阻转矩的矢量叠加。为定量表示其矢量叠加关系，假设电机的磁铁转矩和磁阻转矩的最大值均为标幺值 1，则电磁转矩为 MAX（cos +sin2 ）=1.76，可见传统 PMA-synRM 所能产生的磁铁转矩和磁阻转矩仅被部分利用。基于上述PMA-synRM 存在的问题，为进一步提高转矩密度、效率、功率因数，本文提出一种新型非对称转子永磁辅助步磁阻电机。新型 PMA-synRM 的聚磁式永磁体配置非对称转子结构可影响PMA-synRM 的主磁路结构
4e 12 极 72 槽 PMA-synRM 样机 f 低转矩脉动 PMA-synRM图1.3PMA-synRM 样机Fig. 1.3 Prototype of PMA-synRM 年, Alfredo Vagati 教授团队又验证了 PMA-synRM 在洗衣机上实用性[解析法对PMA-synRM 永磁体用量进行了优化，并通过有限元法和实正确性[20]。意大利的 Nicola Bianchi 教授早期研究同步磁阻电机，后运用到 PMA-synRM，通过转子隔磁桥的设计大大降低了 PMA-synR如图1.3f 所示。在后续的研究中通过永磁体的优化提高了该种电机的饱和的影响进行了详细分析[22-23]，近期他们将 PMA-synRM 用于牵引化工作[24-25]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]考虑磁饱和的感应电机MTPA转矩控制[J]. 刘璐,杜旭东,王晓年. 电工技术学报. 2017(23)
[2]同步磁阻电机dq轴交叉耦合饱和电感模型参数寻优方法[J]. 仇一鸣,康琦,汪镭,吴启迪. 电工技术学报. 2017(04)
[3]永磁辅助磁阻同步电机伺服控制策略研究[J]. 李新华,张杨,王晓光,赵云. 微特电机. 2016(09)
[4]应用于新能源电动汽车的永磁辅助同步磁阻电机设计[J]. 张健,吴友华,姚丙雷,陈伟华,窦娜. 电机与控制应用. 2016(01)
[5]正负凸极永磁辅助式磁阻同步电动机研究[J]. 李新华,黄启振,刘天知. 微特电机. 2015(07)
[6]电动大巴永磁辅助磁阻同步电动机仿真分析[J]. 李新华,阮波,徐竟成,刘伟. 微特电机. 2014(03)
[7]转子结构对同步磁阻电机电感参数及转矩的影响[J]. 周浩,严欣平,卢权华,黄嵩,陈吉. 微电机. 2013(09)
[8]考虑磁场交叉耦合的内嵌式永磁同步电机初始位置检测技术[J]. 刘家曦,李立毅,杜鹏程. 电工技术学报. 2013(07)
[9]内置式永磁同步电机交叉耦合电感分析[J]. 覃家财,严欣平,黄嵩. 微电机. 2012(10)
[10]永磁辅助磁阻同步电机性能分析[J]. 张清枝,牛联波,艾永乐. 电力系统保护与控制. 2011(22)
硕士论文
[1]考虑交叉耦合的永磁同步电机电感参数研究[D]. 张宇宁.中国矿业大学 2016
[2]电动车用永磁同步磁阻电机及其转矩脉动抑制研究[D]. 史妍雯.哈尔滨工业大学 2015
[3]50kW电动汽车驱动用永磁辅助式同步磁阻电动机研究[D]. 黄启振.湖北工业大学 2015
[4]提高同步磁阻电机力能指标的研究[D]. 周浩.重庆大学 2013
本文编号：2965075
【文章来源】：沈阳工业大学辽宁省
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
PMA-synRM拓扑结构
R），横轴为电流相位角。图1.2 传统PMA-synRM 转矩叠加关系Fig. 1.2 The relationship of torque of traditional PMA-synRM由图 2 可知，永磁转矩在电流相位角 =0o时取得最大值，而磁阻转矩在电流相位角 =45o时取得最大值，电磁转矩是磁铁转矩和磁阻转矩的矢量叠加。为定量表示其矢量叠加关系，假设电机的磁铁转矩和磁阻转矩的最大值均为标幺值 1，则电磁转矩为 MAX（cos +sin2 ）=1.76，可见传统 PMA-synRM 所能产生的磁铁转矩和磁阻转矩仅被部分利用。基于上述PMA-synRM 存在的问题，为进一步提高转矩密度、效率、功率因数，本文提出一种新型非对称转子永磁辅助步磁阻电机。新型 PMA-synRM 的聚磁式永磁体配置非对称转子结构可影响PMA-synRM 的主磁路结构
4e 12 极 72 槽 PMA-synRM 样机 f 低转矩脉动 PMA-synRM图1.3PMA-synRM 样机Fig. 1.3 Prototype of PMA-synRM 年, Alfredo Vagati 教授团队又验证了 PMA-synRM 在洗衣机上实用性[解析法对PMA-synRM 永磁体用量进行了优化，并通过有限元法和实正确性[20]。意大利的 Nicola Bianchi 教授早期研究同步磁阻电机，后运用到 PMA-synRM，通过转子隔磁桥的设计大大降低了 PMA-synR如图1.3f 所示。在后续的研究中通过永磁体的优化提高了该种电机的饱和的影响进行了详细分析[22-23]，近期他们将 PMA-synRM 用于牵引化工作[24-25]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]考虑磁饱和的感应电机MTPA转矩控制[J]. 刘璐,杜旭东,王晓年. 电工技术学报. 2017(23)
[2]同步磁阻电机dq轴交叉耦合饱和电感模型参数寻优方法[J]. 仇一鸣,康琦,汪镭,吴启迪. 电工技术学报. 2017(04)
[3]永磁辅助磁阻同步电机伺服控制策略研究[J]. 李新华,张杨,王晓光,赵云. 微特电机. 2016(09)
[4]应用于新能源电动汽车的永磁辅助同步磁阻电机设计[J]. 张健,吴友华,姚丙雷,陈伟华,窦娜. 电机与控制应用. 2016(01)
[5]正负凸极永磁辅助式磁阻同步电动机研究[J]. 李新华,黄启振,刘天知. 微特电机. 2015(07)
[6]电动大巴永磁辅助磁阻同步电动机仿真分析[J]. 李新华,阮波,徐竟成,刘伟. 微特电机. 2014(03)
[7]转子结构对同步磁阻电机电感参数及转矩的影响[J]. 周浩,严欣平,卢权华,黄嵩,陈吉. 微电机. 2013(09)
[8]考虑磁场交叉耦合的内嵌式永磁同步电机初始位置检测技术[J]. 刘家曦,李立毅,杜鹏程. 电工技术学报. 2013(07)
[9]内置式永磁同步电机交叉耦合电感分析[J]. 覃家财,严欣平,黄嵩. 微电机. 2012(10)
[10]永磁辅助磁阻同步电机性能分析[J]. 张清枝,牛联波,艾永乐. 电力系统保护与控制. 2011(22)
硕士论文
[1]考虑交叉耦合的永磁同步电机电感参数研究[D]. 张宇宁.中国矿业大学 2016
[2]电动车用永磁同步磁阻电机及其转矩脉动抑制研究[D]. 史妍雯.哈尔滨工业大学 2015
[3]50kW电动汽车驱动用永磁辅助式同步磁阻电动机研究[D]. 黄启振.湖北工业大学 2015
[4]提高同步磁阻电机力能指标的研究[D]. 周浩.重庆大学 2013
本文编号：2965075
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