基于等效磁荷法的Halbach永磁电机磁极计算与优化

发布时间：2017-12-05 11:07

  本文关键词：基于等效磁荷法的Halbach永磁电机磁极计算与优化

  更多相关文章： Halbach永磁电机 等效磁荷法 转子磁极静态磁场 主副磁极极弧比 副磁极磁化方向 Modular定子结构

【摘要】：随着永磁材料的开发与应用,永磁电机在一些重要领域代替传统的电励磁电机的趋势是不可逆转的,因此研究永磁电机的结构是电机发展的重要部分。Halbach永磁电机的优良特性在永磁电机的结构中脱颖而出,所以研究Halbach永磁电机的结构是十分必要的。Halbach永磁电机与常规永磁电机最大的不同在于电机转子磁极结构,因此Halbach永磁电机的转子磁场性能研究是十分必要的,以便于为Halbach永磁电机设计与优化时提供理论与数据支持。本文基于等效磁荷法推导出永磁电机常用转子磁极——瓦片型永磁体在空间上的磁场分布模型,进而建立了Halbach永磁电机的转子磁极静态磁场的模型。基于等效磁荷法对于Halbach转子磁极静态磁场的建模,通过改变四个不同的影响因素,得到在不同磁极结构情况下的转子磁极静态磁场径向分量变化规律：每一极中主磁极空间跨度变大会导致Halbach永磁电机转子磁极静态磁场的径向分量基波幅值变大,而谐波含量先减小后增大；随着副磁极磁化角度逐渐变大,转子静态磁场的基波幅值先变大后减小,而谐波含量刚好相反,先减小后变大；永磁体厚度的增大会导致转子静态磁场基波幅值随之变大,THD值随之变小；距离永磁体外表面长度变大,转子静态磁场基波幅值会变小,而THD值也变小。由于Halbach永磁电机转子磁极磁场谐波含量小,不需要利用分布式绕组进行谐波削弱,故集中绕组的定子结构应用于Halbach永磁电机结构中,本论文将Modular定子集中绕组结构与Halbach转子磁极相结合,并利用不等槽距法进行定子结构优化,在保证谐波含量较小的前提下,提高了感应电动势的基波幅值,从而达到减少定子线圈匝数或电机轴向长度的目的。
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM351

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