开关磁阻电机定子铁损分布的时步有限元分析

发布时间：2025-02-08 11:48

　　 以一台5.5 kW,12/8结构开关磁阻电机做为研究对象,结合转速电流双闭环驱动电路,建立二维瞬态电磁场-控制电路耦合计算模型,基于电磁场理论,采用时步有限元法,对不同负载转矩下的定子铁心损耗和磁密进行计算和分析。通过所建转速电流双闭环驱动电路,对比分析传统开环驱动电路在不同负载情况下开关磁阻电机定子铁心的磁密和损耗变化规律,研究电机在额定负载情况下,定子铁心不同区域的损耗的变化规律,结果表明在额定工况下,定子齿顶部分的铁心损耗密度最大,远大于其他3个定子所分区域,但定子齿顶部分的铁心损耗占定子铁心总损耗最少。开关磁阻电机在其他3种工况运行时,定子各区域分布规律与额定工况时相同。最后通过样机实验,将实验测量值与计算值进行对比,验证了计算方法的正确性。

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【部分图文】：

图1 SRM二维有限元模型和网格剖分模型

以一台额定功率为5.5kW的三相12/8结构的SRM为研究对象，建立SRM的二维有限元模型，如图1(a)、(b)所示分别为SRM的二维有限元模型和网格剖分模型。该电机的基本参数如表1所示。1.2定子铁心损耗区域的划分及铁心磁密的提取

图2 SRM的磁密云图和定子铁心分块模型

所用电机采取不对称绕组连接方式，由于SRM内部的磁场具有不对称性，存在相邻极性相同的情况，各有限元单元的磁密大小与方向受时间和转子位置角度等因素的影响而产生变化，由图2(a)所示，定子不同位置的磁密分布并不相同，其中在定子齿部接近气隙位置所对应的磁密数值较大，与齿部其他位置的磁密....

图3 SRM磁力线及磁密取点

由图3可知，从SRM的磁力线分布可以看出:定子外轭的磁力线分布较为稀疏，从定子齿顶中点沿定子轭部取一条中线，观察磁力线分布是大致以这条中线对称的，在这条中线靠近定子外轭处磁力线较少，而定子齿顶靠近中线的位置磁力线分布较为密集，因此，本文选取这2个关键点来提取定子铁心位置的磁密进行....

图4 传统SRM驱动电路的结构框图

开环SRM驱动电路通过控制IGBT的开通角度和关断角度对SRM进行驱动，如图4所示，开环SRM驱动电路主要由驱动触发电路和功率转换电路构成。但由于开环控制很难实时改变SRM的转速转矩等参数，因此需要对SRM驱动电路采用一些有效的控制策略。如图5所示，与开环SRM驱动电路相比，本文....

本文编号：4031478