新型无刷混合励磁同步发电机的基础研究
发布时间：2021-10-17 12:39
混合励磁是电励磁和永磁励磁两种励磁方式的有机结合,混合励磁电机同时拥有永磁电机的高效和高功率密度等特点和电励磁电机灵活的磁场调节能力,性能优越,适用领域广阔。然而一部分混合励磁电机在结构设计上存在一些问题,例如永磁体和励磁绕组为串联式的励磁方式,降低了电励磁的励磁效率,易使永磁体产生不可逆的永久性退磁;还有一些电机结构虽然是并联式的励磁方式,但是由于电机存在电刷和滑环结构,降低了电机运行的稳定性和维护的便捷性。为了解决这一问题,提升混合励磁电机的工作性能,本文研究了一种新型混合励磁无刷同步发电机,此电机采用感应励磁的电励磁方式,将电机的励磁绕组安装在定子上,感应绕组安装在转子上,利用转子感应绕组中产生的感应电流对气隙磁场进行调节,以此避免了电刷和滑环装置的安装,同时通过合理地设计电机结构,使电励磁和永磁励磁为并联式的励磁方式,让电机具有良好的磁场调节作用。本文所做的主要工作如下:（1）混合励磁电机的结构设计和原理分析。介绍了本文研究的新型混合励磁发电机的设计结构,在运行中实现感应励磁的方法和并联式励磁结构的设计方案,指出了此电机与其它混合励磁发电机相比的优势所在。然后对电机的运行原理进...
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－２混联感应励磁的原理图??
１－定子铁心２－定子上层槽３－定子下层槽４－永磁体５－转子开口槽６－转子铁心７－转轴??ｉ?°?Ｗ￡??图２－２定子绕组结构图??为了清晰地显示图２－２所示的双层绕组的具体分布方式，在图２－３中标示出??了电机四分之一模型的三相电枢绕组和直流励磁绕组的详细分布结构，其中上层??槽里的Ａ、Ｂ、Ｃ分别代表电枢绕组的三相，下层槽里的正号与负号表示励磁绕??组中直流电流的进端与出端。??＼???ｐＤ??图２－３定子绕组分布图??电机的转子铁心上表贴有四块瓦片状的永磁体，永磁体为径向充磁方式，且??永磁体两端的转子铁心开有凹槽以减少漏磁。任意相邻的两个磁极之间的转子铁??心上均冲压有开口槽，槽中分别放置转子感应绕组Ｗｆ］？Ｗ？，而且为了增加电机??的调磁效果和降低齿槽转矩对电机运行的危害，永磁体处的气隙长度与感应绕组??处的气隙长度沿转子圆周表面并不相同。Ｗｆｉ￣Ｗｆ４均为集中绕组，每个绕组都串??联二极管后自行短接
所以此电机共有两种励磁方式。当定子励磁绕组中没有通入电流时，电机只存在??转子上的永磁体进行励磁，气隙磁场完全由永磁体产生，此时电机的磁场分布简??图见图２－５?（ａ），永磁体内侧极性如图中英文字母所标注。从图中可以看出，永??磁磁极的磁力线从Ｎ极出发，分别经过定子齿部、定子轭部以及先后两次穿越气??隙到达相邻磁极的Ｓ极，然后再从相邻磁极的Ｎ极发出经过转子轭部回到初始磁??极，这就是电机的主磁通路径。虽然永磁体两端的转子铁心开有凹槽以减少漏磁，??但是还会有一小部分磁力线从磁极出发后并没有与定子电枢绕组交链，而是直接??经过气隙在转子铁心内闭合形成漏磁通。此时混合励磁电机与普通三相永磁同步??发电机的工作原理相同，当不考虑永磁体漏磁时，电机的简化磁路图如图２－５?（ｂ）??所示。图中Ｆｎｉａｇ为永磁体的磁动势；Ｒ，？ａｇ为永磁体的等效磁阻；ＲＳ１是永磁体处的气??１２??
【参考文献】：
期刊论文
[1]混合励磁电机的技术现状及新进展[J]. 宁银行,赵朝会,刘闯. 电机与控制应用. 2017(05)
[2]混合励磁电机控制技术[J]. 田新昊. 防爆电机. 2017(01)
[3]基于等效磁路法的永磁同步电机特性分析[J]. 李桂丹,宋双利,李华,李斌. 微特电机. 2016(09)
[4]麦克斯韦方程组及其电磁场特性分析[J]. 李海,于文莉,林忠海,王智晓. 电子技术与软件工程. 2015(13)
[5]基于Ansoft的永磁同步电动机设计与仿真[J]. 尤迪,张学义. 农业装备与车辆工程. 2015(05)
[6]感应励磁式无刷同步电机设计与仿真分析[J]. 符慧,干兴业,朱姝姝,刘闯. 计算机技术与发展. 2014(07)
[7]新型混合励磁电机技术研究与进展[J]. 张卓然,耿伟伟,戴冀,仲丽丽,王文佳. 南京航空航天大学学报. 2014(01)
[8]电励磁风力发电机组励磁控制[J]. 张烨,胡书举,董志然,赵斌. 电工技术学报. 2014(01)
[9]基于Ansoft的永磁同步电机建模与仿真[J]. 李周清. 机电工程技术. 2012(04)
[10]Ansoft软件在无刷永磁直流电动机优化设计中的应用[J]. 丁旭玮,林瑞全. 机电技术. 2010(02)
博士论文
[1]并列结构混合励磁同步发电机的研究[D]. 赵朝会.南京航空航天大学 2008
[2]组合励磁稀土永磁同步发电机的设计研究[D]. 窦一平.南京航空航天大学 2002
硕士论文
[1]一种新型并联式混合励磁无刷同步发电机的基础研究[D]. 李家鹏.山东大学 2017
[2]表贴式无刷永磁电机解析法磁场分析与优化研究[D]. 陈俊华.合肥工业大学 2017
[3]基于感应励磁的混合励磁同步发电机的基础研究[D]. 姜博.山东大学 2016
[4]并联式混合励磁无刷爪极发电机的研究[D]. 朱丽莎.山东大学 2014
[5]永磁同步/双凸极并列式混合励磁电机基础研究[D]. 耿伟伟.南京航空航天大学 2014
[6]电励磁无刷同步发电机的方案设计与仿真分析[D]. 宋双.沈阳工业大学 2014
[7]并列结构混合励磁同步发电机的有限元设计与分析[D]. 裴亚伟.华北电力大学 2013
[8]并联磁路式切向结构汽车用混合励磁发电机设计与研究[D]. 臧利国.山东理工大学 2011
本文编号：3441780
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－２混联感应励磁的原理图??
１－定子铁心２－定子上层槽３－定子下层槽４－永磁体５－转子开口槽６－转子铁心７－转轴??ｉ?°?Ｗ￡??图２－２定子绕组结构图??为了清晰地显示图２－２所示的双层绕组的具体分布方式，在图２－３中标示出??了电机四分之一模型的三相电枢绕组和直流励磁绕组的详细分布结构，其中上层??槽里的Ａ、Ｂ、Ｃ分别代表电枢绕组的三相，下层槽里的正号与负号表示励磁绕??组中直流电流的进端与出端。??＼???ｐＤ??图２－３定子绕组分布图??电机的转子铁心上表贴有四块瓦片状的永磁体，永磁体为径向充磁方式，且??永磁体两端的转子铁心开有凹槽以减少漏磁。任意相邻的两个磁极之间的转子铁??心上均冲压有开口槽，槽中分别放置转子感应绕组Ｗｆ］？Ｗ？，而且为了增加电机??的调磁效果和降低齿槽转矩对电机运行的危害，永磁体处的气隙长度与感应绕组??处的气隙长度沿转子圆周表面并不相同。Ｗｆｉ￣Ｗｆ４均为集中绕组，每个绕组都串??联二极管后自行短接
所以此电机共有两种励磁方式。当定子励磁绕组中没有通入电流时，电机只存在??转子上的永磁体进行励磁，气隙磁场完全由永磁体产生，此时电机的磁场分布简??图见图２－５?（ａ），永磁体内侧极性如图中英文字母所标注。从图中可以看出，永??磁磁极的磁力线从Ｎ极出发，分别经过定子齿部、定子轭部以及先后两次穿越气??隙到达相邻磁极的Ｓ极，然后再从相邻磁极的Ｎ极发出经过转子轭部回到初始磁??极，这就是电机的主磁通路径。虽然永磁体两端的转子铁心开有凹槽以减少漏磁，??但是还会有一小部分磁力线从磁极出发后并没有与定子电枢绕组交链，而是直接??经过气隙在转子铁心内闭合形成漏磁通。此时混合励磁电机与普通三相永磁同步??发电机的工作原理相同，当不考虑永磁体漏磁时，电机的简化磁路图如图２－５?（ｂ）??所示。图中Ｆｎｉａｇ为永磁体的磁动势；Ｒ，？ａｇ为永磁体的等效磁阻；ＲＳ１是永磁体处的气??１２??
【参考文献】：
期刊论文
[1]混合励磁电机的技术现状及新进展[J]. 宁银行,赵朝会,刘闯. 电机与控制应用. 2017(05)
[2]混合励磁电机控制技术[J]. 田新昊. 防爆电机. 2017(01)
[3]基于等效磁路法的永磁同步电机特性分析[J]. 李桂丹,宋双利,李华,李斌. 微特电机. 2016(09)
[4]麦克斯韦方程组及其电磁场特性分析[J]. 李海,于文莉,林忠海,王智晓. 电子技术与软件工程. 2015(13)
[5]基于Ansoft的永磁同步电动机设计与仿真[J]. 尤迪,张学义. 农业装备与车辆工程. 2015(05)
[6]感应励磁式无刷同步电机设计与仿真分析[J]. 符慧,干兴业,朱姝姝,刘闯. 计算机技术与发展. 2014(07)
[7]新型混合励磁电机技术研究与进展[J]. 张卓然,耿伟伟,戴冀,仲丽丽,王文佳. 南京航空航天大学学报. 2014(01)
[8]电励磁风力发电机组励磁控制[J]. 张烨,胡书举,董志然,赵斌. 电工技术学报. 2014(01)
[9]基于Ansoft的永磁同步电机建模与仿真[J]. 李周清. 机电工程技术. 2012(04)
[10]Ansoft软件在无刷永磁直流电动机优化设计中的应用[J]. 丁旭玮,林瑞全. 机电技术. 2010(02)
博士论文
[1]并列结构混合励磁同步发电机的研究[D]. 赵朝会.南京航空航天大学 2008
[2]组合励磁稀土永磁同步发电机的设计研究[D]. 窦一平.南京航空航天大学 2002
硕士论文
[1]一种新型并联式混合励磁无刷同步发电机的基础研究[D]. 李家鹏.山东大学 2017
[2]表贴式无刷永磁电机解析法磁场分析与优化研究[D]. 陈俊华.合肥工业大学 2017
[3]基于感应励磁的混合励磁同步发电机的基础研究[D]. 姜博.山东大学 2016
[4]并联式混合励磁无刷爪极发电机的研究[D]. 朱丽莎.山东大学 2014
[5]永磁同步/双凸极并列式混合励磁电机基础研究[D]. 耿伟伟.南京航空航天大学 2014
[6]电励磁无刷同步发电机的方案设计与仿真分析[D]. 宋双.沈阳工业大学 2014
[7]并列结构混合励磁同步发电机的有限元设计与分析[D]. 裴亚伟.华北电力大学 2013
[8]并联磁路式切向结构汽车用混合励磁发电机设计与研究[D]. 臧利国.山东理工大学 2011
本文编号：3441780
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlilw/3441780.html
