改进型三相磁通反向电机的设计及优化研究

发布时间：2017-09-04 01:32

  本文关键词：改进型三相磁通反向电机的设计及优化研究

  更多相关文章： 改进型三相磁通反向电机 等效磁路法 有限元分析 田口法 永磁同步电机

【摘要】：磁通反向电机是一种新型永磁电机,定转子采用双凸极结构,定子一般采用集中绕组,转子由硅钢片叠压而成。在每一个定子齿表面安置一对或多对充磁方向不同的永磁体,随着转子的旋转,电枢绕组磁链呈现双极性变化。磁通反向电机具有效率高,结构简单,易于加工,控制灵活等特点,在电动汽车、风力发电、低速伺服驱动等场合具有潜在的应用前景。本文首先介绍了磁通反向电机的研究背景及意义,结合国内外相关文献介绍了磁通反向电机的历史及研究现状,阐述了磁通反向电机的基本结构和运行原理。针对磁通反向电机定子齿下相邻永磁体之间漏磁明显的问题,提出了一种改进型拓扑。接着,建立了磁通反向电机及改进型磁通反向电机分析的等效磁路模型,对改进前后拓扑的主磁通,漏磁通进行了详细推导计算及比较,以论证改进型拓扑的合理性。推导了改进型磁通反向电机初始尺寸的确定公式,并设计了一台样机。通过对比有限元法和磁路法对样机磁场分布,永磁磁链,反电动势,电磁转矩等稳态特性计算结果,表明所构建磁路模型具有一定的准确性。然后,将田口法引入改进型三相磁通反向电机的优化设计之中,以转矩最大化,转矩脉动最小化为优化目标,将电机的部分参数作为优化因子,设计了正交试验。根据对试验结果的分析比较,最后确定了一个最优参数组合,实现了多目标多参数的优化。文章最后对改进型磁通反向电机与表贴式永磁同步电机进行了比较研究,主要包括电机结构,电磁转矩,转矩密度,转矩永磁体用量比等方面,加深了对改进型磁通反向电机认识。
【关键词】：改进型三相磁通反向电机 等效磁路法 有限元分析 田口法 永磁同步电机
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM351
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-17
• 1.1 研究的背景及意义10-11
• 1.2 两种典型定子型永磁电机发展概况11-13
• 1.2.1 双凸极永磁电机发展概况11-12
• 1.2.2 磁通切换电机发展概况12-13
• 1.3 磁通反向电机研究现状13-15
• 1.4 本文主要研究内容15-17
• 第二章 磁通反向电机基本结构和运行原理17-22
• 2.1 改进前后拓扑的基本结构分析17-18
• 2.2 磁通反向电机运行原理18-20
• 2.3 三种典型定子型永磁电机特点对比20-21
• 2.4 本章小结21-22
• 第三章 磁通反向电机本体设计与性能分析22-43
• 3.1 磁通反向电机磁路分析与建模23-32
• 3.1.1 改进型磁通反向电机磁路分析与建模23-27
• 3.1.2 磁通反向电机的磁路分析与建模27-29
• 3.1.3 改进前后磁通反向电机对比分析29-32
• 3.2 磁通反向电机主要尺寸的确定32-34
• 3.3 改进型磁通反向电机的设计案例34-36
• 3.4 改进型磁通反向电机有限元性能分析36-42
• 3.4.1 有限元法简介36-37
• 3.4.2 磁通反向电机稳态特性分析37-42
• 3.5 本章小结42-43
• 第四章 基于田口法的改进型磁通反向电机优化设计43-53
• 4.1 电机优化设计问题43-44
• 4.2 改进型磁通反向电机转矩脉动削弱方法的选择44-45
• 4.3 田口法简介45-48
• 4.3.1 田口法产生与发展45-46
• 4.3.2 田口法的基本原理46-48
• 4.4 电机优化试验设计48-52
• 4.4.1 优化目标及电机参数的选取48-49
• 4.4.2 参数变化对各个性能指标影响所占的比重49-51
• 4.4.3 优化结果验证51-52
• 4.5 本章小结52-53
• 第五章 改进型磁通反向电机与永磁同步电机比较分析53-62
• 5.1 电机本体53-56
• 5.2 电磁转矩56-60
• 5.2.1 平均电磁转矩理论分析56-58
• 5.2.2 平均电磁转矩仿真验证58-59
• 5.2.3 转矩脉动59-60
• 5.3 转矩密度、转矩永磁体用量比60-61
• 5.4 本章小结61-62
• 结论与展望62-64
• 参考文献64-70
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果70-71
• 致谢71-72
• 附件72

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本文编号：788579