永磁辅助型同步磁阻电机电磁性能分析
发布时间：2021-10-15 04:24
近年来,随着大气污染严重以及化石燃料枯竭等问题的日益加剧,我国加快了电动汽车技术领域的研究步伐,同时国家针对该产业不断推出新的优惠政策,使得国内电动汽车产业实现了跨越式发展,电动汽车逐步代替传统燃油汽车成为一种趋势。驱动电机是电动汽车的核心部件,它须满足高转矩密度、宽调速范围等要求。永磁辅助型同步磁阻电机具有高效率、高功率因数、高转矩密度、高功率密度、宽调速范围以及体积小、重量轻等显著优点,其在电动汽车驱动电机领域具有广泛的应用前景。但国内外对该种电机的相关研究并未成熟,该电机也很少能成功应用到工程实践中。由于该电机磁路结构复杂,且商业有限元软件计算磁场耗时较长,本文主要针对永磁辅助型同步磁阻电机的磁路结构、结构参数、磁场解析建模等进行研究,主要内容如下:首先,通过查阅大量国内外文献,阐述了课题的研究背景意义以及永磁同步电机、同步磁阻电机和永磁辅助型同步磁阻电机的发展现状,并深入研究了电机的磁场解析建模方法。其次,详细介绍了永磁辅助型同步磁阻电机的基本结构,分析了两种不同转子结构的优缺点,建立电机的数学模型,分析两种不同状况下该电机的运行特性,分别建立电机交、直轴的等效磁路模型,根据磁...
【文章来源】：沈阳工业大学辽宁省
【文章页数】：58 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
内置径向式和内置切向式转子
作原理都是利用其交、直轴磁路磁阻的差值从而产生较大的磁阻转矩。所以研究同步磁阻电机的转子结构对于增大电机的功率因数和转矩密度、减小转矩波动等都具有重要意义。意大利帕多瓦大学定义了隔磁层厚度占转子总厚度的比例为隔磁层占比，并对隔磁层占比不等的两台同步磁阻电机进行了设计，研究了不同转子饱和度对电机性能的影响，并比较了一些同步磁阻电机的性能，还研究了永磁体插入对电机性能提升的帮助。他们得到了转子过度饱和会造成交、直轴磁路的磁阻差值减小，从而造成电机磁阻转矩减小，转矩密度降低的结论，所以在设计该电机时应该减小饱和对电机性能的影响[38]。该大学还提出了一种减小电机转矩波动的方法，将两种磁障张角大小不同的两种转子叠片组合使用，以此将转矩波动中的一些谐波相抵消。将两种不同转子叠片的磁障端部进行优化以减小转矩波动，如图 1.3a 和图 1.3b 为“叠片 R”和“叠片 J”是优化后的转子冲片，如图 1.3c 将两种不同转子叠片组合以达到减小转矩波动的目的[12]。
图 1.4 “Machaon”型转子示意图Fig. 1.4 "Machaon" type rotor diagram大学研究了转子参数对电机交、直轴电感差肋部宽度等参数观察交、直轴电感变化，确电机转矩密度得到提高[15]。学为了减小同步磁阻电机转矩波动，设计了每一对极下的磁障端部偏移一个固定角度，置不对应，这种设计可以避免定子槽与转子著降低电机转矩波动[16]。学通过有限元方法对一种 U 形磁障结构的同层数、磁障位置等参数对电机电磁性能的影 U 形磁障结构的同步磁阻电机的转子结构参研究，分别研究了交、直轴方向隔磁层占比磁层占比的选择对电机电磁性能的影响有很
【参考文献】：
期刊论文
[1]U型多磁障式永磁辅助同步磁阻电机转子分析与设计[J]. 梅柏杉,张翔建,冯江波,王冬. 微特电机. 2017(05)
[2]同步磁阻电机分析与设计(连载之十二) 永磁辅助同步磁阻电机的设计研究[J]. 沈建新,蔡顺,郝鹤,金孟加. 微电机. 2017(03)
[3]低转矩脉动五相永磁辅助式磁阻电机优化设计[J]. 彭冬玲,刘芳,肖洁,陈柏超. 大电机技术. 2016(03)
[4]新型同步磁阻电机的转子结构设计与特性分析[J]. 张志耿,汤宁平,许共龙. 电机与控制应用. 2016(01)
[5]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)
[6]永磁同步磁阻电动机综述[J]. 柴凤,史妍雯,刘越. 微特电机. 2015(10)
[7]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)
[8]基于绕组函数法的分数槽集中绕组永磁同步电机电感参数研究[J]. 佟文明,吴胜男,安忠良. 电工技术学报. 2015(13)
[9]考虑开槽时永磁无刷直流电机气隙磁场的解析计算[J]. 周羽,李槐树,周石,曹晴. 中国电机工程学报. 2014(S1)
[10]变频压缩机用无稀土永磁辅助同步磁阻电机的研究[J]. 黄辉,胡余生,陈东锁,肖勇,唐成文. 微电机. 2014(04)
硕士论文
[1]基于ANSOFT永磁同步电机电磁设计及性能研究[D]. 邱岳.大连理工大学 2015
[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]内置式永磁同步电机有限元分析及其调速控制[D]. 魏亮.华北电力大学（河北） 2010
[4]同步磁阻永磁电机电磁场及性能分析[D]. 高原.天津大学 2008
本文编号：3437416
【文章来源】：沈阳工业大学辽宁省
【文章页数】：58 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
内置径向式和内置切向式转子
作原理都是利用其交、直轴磁路磁阻的差值从而产生较大的磁阻转矩。所以研究同步磁阻电机的转子结构对于增大电机的功率因数和转矩密度、减小转矩波动等都具有重要意义。意大利帕多瓦大学定义了隔磁层厚度占转子总厚度的比例为隔磁层占比，并对隔磁层占比不等的两台同步磁阻电机进行了设计，研究了不同转子饱和度对电机性能的影响，并比较了一些同步磁阻电机的性能，还研究了永磁体插入对电机性能提升的帮助。他们得到了转子过度饱和会造成交、直轴磁路的磁阻差值减小，从而造成电机磁阻转矩减小，转矩密度降低的结论，所以在设计该电机时应该减小饱和对电机性能的影响[38]。该大学还提出了一种减小电机转矩波动的方法，将两种磁障张角大小不同的两种转子叠片组合使用，以此将转矩波动中的一些谐波相抵消。将两种不同转子叠片的磁障端部进行优化以减小转矩波动，如图 1.3a 和图 1.3b 为“叠片 R”和“叠片 J”是优化后的转子冲片，如图 1.3c 将两种不同转子叠片组合以达到减小转矩波动的目的[12]。
图 1.4 “Machaon”型转子示意图Fig. 1.4 "Machaon" type rotor diagram大学研究了转子参数对电机交、直轴电感差肋部宽度等参数观察交、直轴电感变化，确电机转矩密度得到提高[15]。学为了减小同步磁阻电机转矩波动，设计了每一对极下的磁障端部偏移一个固定角度，置不对应，这种设计可以避免定子槽与转子著降低电机转矩波动[16]。学通过有限元方法对一种 U 形磁障结构的同层数、磁障位置等参数对电机电磁性能的影 U 形磁障结构的同步磁阻电机的转子结构参研究，分别研究了交、直轴方向隔磁层占比磁层占比的选择对电机电磁性能的影响有很
【参考文献】：
期刊论文
[1]U型多磁障式永磁辅助同步磁阻电机转子分析与设计[J]. 梅柏杉,张翔建,冯江波,王冬. 微特电机. 2017(05)
[2]同步磁阻电机分析与设计(连载之十二) 永磁辅助同步磁阻电机的设计研究[J]. 沈建新,蔡顺,郝鹤,金孟加. 微电机. 2017(03)
[3]低转矩脉动五相永磁辅助式磁阻电机优化设计[J]. 彭冬玲,刘芳,肖洁,陈柏超. 大电机技术. 2016(03)
[4]新型同步磁阻电机的转子结构设计与特性分析[J]. 张志耿,汤宁平,许共龙. 电机与控制应用. 2016(01)
[5]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)
[6]永磁同步磁阻电动机综述[J]. 柴凤,史妍雯,刘越. 微特电机. 2015(10)
[7]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)
[8]基于绕组函数法的分数槽集中绕组永磁同步电机电感参数研究[J]. 佟文明,吴胜男,安忠良. 电工技术学报. 2015(13)
[9]考虑开槽时永磁无刷直流电机气隙磁场的解析计算[J]. 周羽,李槐树,周石,曹晴. 中国电机工程学报. 2014(S1)
[10]变频压缩机用无稀土永磁辅助同步磁阻电机的研究[J]. 黄辉,胡余生,陈东锁,肖勇,唐成文. 微电机. 2014(04)
硕士论文
[1]基于ANSOFT永磁同步电机电磁设计及性能研究[D]. 邱岳.大连理工大学 2015
[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]内置式永磁同步电机有限元分析及其调速控制[D]. 魏亮.华北电力大学（河北） 2010
[4]同步磁阻永磁电机电磁场及性能分析[D]. 高原.天津大学 2008
本文编号：3437416
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