双轴混合励磁同步电机的优化设计与运行性能的研究

摘要

双轴混合励磁同步电机最主要的特点是弱磁调速性能优良且能宽范围内高功率因数运行,因其特点在电动汽车以及航天飞机这些对调速性能和控制响应要求比较高的领域有广泛的研究和运用价值。
　　本文首先从结构原理和数学模型两方面对双轴混合励磁同步电机进行了比较直观的介绍,就电机的d、q轴磁路进行了详细论述。在将其与普通电励磁同步电机以及永磁同步电机进行比较分析其基本性能后,按照电机运行的不同工况和控制方式对电机的运行性能与d、q轴参数之间的关联进行了具体阐述。
　　在对双轴混合励磁同步电机的相关理论进行论述后,本文介绍基于齿磁通法的 ANSYS有限元电磁场计算的流程与方法,并采用其以本课题设计的样机为例对电机的相关d、q轴参数以及运行性能进行计算分析。
　　在得到准确的d、q轴参数后,本文对双轴混合励磁同步电机的矢量控制系统进行了设计,并在 MATLAB软件的 Simulink平台上搭建模型,对其控制响应性能进行了仿真。
　　最后在得出双轴混合励磁同步电机的运行性能和适量控制的特点后,从气隙长度、隔磁槽宽度以及永磁体大小等方面对该类型电机提出优化设计。

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第1章 绪论

1.1 课题的背景和意义

1.2 混合励磁同步电机的国内外研究现状

1.3 本文主要研究内容

第2章 双轴混合励磁同步电机的结构和性能分析

2.1 前言

2.2 结构原理

2.3 数学模型

2.4 电机基本性能分析

2.5 本章小结

第3章 基于有限元法的电机电磁场计算分析

3.1 前言

3.2 电磁场计算方法和程序设计

3.3 基于齿磁通法的电机特性计算方法

3.4 本章小结

第4章 双轴混合励磁同步电机的参数运算和运行性能分析

4.1 前言

4.2 样机基本参数

4.3 样机的设计过程

4.4 样机性能的电磁场计算

4.5 本章小结

第5章 双轴混合励磁同步电机的矢量控制

5.1 前言

5.2 双轴混合励磁同步电机矢量控制的基本方法和策略

5.3 双轴混合励磁同步电机矢量控制系统的具体分析介绍

5.4 双轴混合励磁同步电机的矢量控制系统仿真

5.5 本章小结

第6章 双轴混合励磁同步电机的优化设计

6.1 前言

6.2 气隙长度的优化设计

6.3 隔磁槽的优化设计

6.4 永磁体的优化设计

6.5 本章小结

第7章 总结与展望

致谢

参考文献