混合磁极电动机高频感应无刷励磁系统的研究

摘要

本文主要研究的是高频感应无刷励磁系统,主要由高频逆变励磁装置、旋转高频变压器和旋转整流器构成。该系统运用了感应能量传输技术实现了混合磁极电机的励磁。从传统的静止变压器到旋转变压器的新颖设计,实现了电能从一个静止原边到旋转的副边的输送,且二者之间没有任何物理连接。这种旋转变压器的技术为混合磁极电机的无刷励磁提供了一个新思路。基于这个思路的混合励磁方案的设计很好的提高了电机的励磁性能,实现了电机能量密度高,无刷化和高效的特点。
　　 高频逆变励磁装置设计了半桥变换结构和全桥变换结构两套方案。两套方案中功率变换电路的控制分别采用了PWM脉宽调制控制和移相控制。方案按照不可控整流到高频逆变驱动及保护再到逆变控制的顺序进行设计,并制作了相关实验电路装置。
　　 高频感应无刷励磁系统基于感应能量传输的技术,通过旋转变压器的设计解决了电机无刷的问题。文章中简单介绍了高频磁芯材料,并通过严谨的尺寸计算设计变压器的外形尺寸,对如何选择合适的绕组绕制进行了说明,并通过定性的变压器电能传输计算分析了漏感的问题。
　　 最后对设计的高频整流逆变装置和旋转变压器装置进行了相关仿真与实验。实验表明了高频感应励磁系统在接入的反馈控制时可以实现稳定励磁,在切断反馈的情况下,可以实现励磁电流的宽范围调节。