双极性磁场全交链横向磁通永磁电机的研究

发布时间：2020-04-30 09:18

【摘要】：近年来横向磁通永磁电机因为在低转速、大转矩方面的良好特性逐渐得到研究人员的关注,但是传统的横向磁通永磁电机存在电机的定子空间利用率低的问题,电机的定子铁心只能交链转子永磁体的单极性磁场,对电机内永磁体的利用率偏低。本文研究的双极性磁场全交链横向磁通永磁电机结构采用9形的定子铁心结构,可以有效提高电机内定子空间的利用效率,电机的定子铁心能够同时交链转子永磁体的双极性磁场,有效地提高电机的功率密度与转矩密度。首先,对传统横向磁通永磁电机和双极性磁场全交链横向磁通永磁电机的结构与工作原理进行分析说明。详细说明双极性磁场全交链横向磁通永磁电机相比于传统横向磁通永磁电机的结构特点,提高了定子空间利用率,能够同时交链转子永磁体的双极性磁场。其次,根据电机的结构与工作原理,利用等效磁路法建立电机的磁路模型,并通过简化磁路模型来建立电机的数学模型。分析推导了电机的主要参数表达式,包括电机的空载反电动势表达式、电机转矩表达式以及电感参数表达式,并利用得到的电机参数表达式对设计的样机模型进行解析计算得到电机主要参数的计算结果。然后,通过有限元软件对电机进行转矩特性分析,包括电机的空载条件下的分析,空载反电动势和电机的空载定位力矩,以及电机的各结构参数大小对电机的转矩大小的影响,最后通过有限元软件对上文的样机模型进行仿真分析将得到的结果与解析计算得到的结果进行对比,验证上文得到的电机参数表达式。接着,将同体积的双极性磁场全交链横向磁通永磁电机与传统横向磁通永磁电机进行转矩性能对比,验证电机相比传统横向磁通永磁电机在提高转矩密度方面的效果。最后,给出了双极性磁场全交链横向磁通永磁电机的设计要素分析,通过前文得到的参数表达式进一步推导得到电机的主尺寸表达式,给出电机的主尺寸确定方法,接着给出了电机的具体结构的设计分析,即电机的绕组、定子铁心、转子铁心和永磁体等主要结构的设计。
【图文】：

横向磁通永磁电机原型结构

交替极型结构的横向磁通永磁电机机较多的横向磁通电机的拓扑结构，，永磁体极性交替排放。 W.M. Arshad 等人提出的横向磁通的结构如图 1-3 所示。电机采用了单
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM351

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 张淦;花为;程明;王宝安;;磁通切换型永磁电机非线性磁网络分析[J];电工技术学报;2015年02期

2 李红梅;姚宏洋;;定子叠片式外转子横向磁通永磁电机设计[J];电工技术学报;2014年S1期

3 刘文芳;;基于Ansys的横向磁通电机定子结构的优化[J];微电机;2011年02期

4 吴迪;辜承林;;新型横向磁通永磁电机三维磁路分析[J];中国电机工程学报;2010年33期

5 毕刘新;王善铭;夏永洪;;表贴式永磁电机漏磁导的解析计算[J];清华大学学报(自然科学版);2010年04期

6 张卓然;严仰光;苏凯程;;切向磁钢混合励磁同步电机空载磁路计算及三维场分析[J];中国电机工程学报;2008年30期

7 王蕾;李光友;张强;;磁通反向电机的变网络等效磁路模型[J];电工技术学报;2008年08期

8 邹继斌;王骞;张洪亮;;横向磁场永磁直线电动机电磁力的分析与计算[J];电工技术学报;2007年08期

9 褚文强;辜承林;;新型横向磁通永磁电机磁场研究[J];中国电机工程学报;2007年24期

10 刘哲民;陈谢杰;陈丽香;王秀和;唐任远;;基于3D-FEM的新型横向磁通永磁电机的研究[J];电工技术学报;2006年05期

相关博士学位论文 前2条

1 贾周;双C型定子聚磁式转子横向磁通永磁风力发电机研究[D];东南大学;2015年

2 宫晓;轴向磁场横向磁通永磁电机研究[D];山东大学;2015年

相关硕士学位论文 前3条

1 杨小宝;横向磁场磁通反向电机的基础研究[D];哈尔滨工业大学;2014年

2 杨国龙;双向交链横向磁通永磁同步电机的基础研究[D];哈尔滨工业大学;2011年

3 任娜;横向磁通永磁同步电动机的三维磁场计算与结构性能分析[D];天津大学;2004年

本文编号：2645617