磁通反向式电机齿槽转矩削弱方法的研究

摘要

磁通反向式电机是一种新型的双凸极永磁电机，由R.P. Deodhar等人提出，并进行了初步的理论和实验研究。此后，国内外一些学者也相继对磁通反向式电机的设计和磁场分析等方面进行了研究。目前国际上对磁通反向式电机的研究还很不全面，仅停留在初步理论和样机实验阶段，在结构和性能上还存在诸多不足。 本文论述了磁通反向式电机的基本结构和原理，推导了其数学模型，在充分考虑磁通反向式电机磁场特点的基础上，提出了优化设计电机磁路结构的新方法，在保证磁通反向式电机自身优点的前提下，最大程度削弱其齿槽转矩，达到运行平稳。对磁通反向式电机电磁场进行了有限元分析，通过分析计算结果，揭示出磁通反向式电机的磁场分布特点和运行特点。 对不同的定转子结构下磁通反向式电机电磁场分别进行了计算和分析，最终获得了比较理想的三相6/8极磁通反向式电机模型：永磁体采用剩磁密度和矫顽力都很高的钕铁硼稀上永磁材料；定子极宽窄成对；转子沿轴线方向分段。这种新结构磁通反向式电机在保证电机最大单位体积出力的前提下，最大程度地削弱其齿槽转矩，达到平稳运行的最佳运行性能。 结合无刷直流电动机和开关磁阻电动机的控制理论，提出适合于该新型电机的调速控制策略，即变角度电压PWM控制组合。并简要设计了以DSP芯片TMS320LF2407A为核心的硬件控制系统。

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第一章 绪论

1.1磁通反向式电机的发展状况

1.1.1开关磁阻电机的优缺点

1.1.2永磁电机的发展状况

1.1.3双凸极永磁电机的发展

1.1.4磁通反向式电机的提出与发展

1.2电机磁场分析的发展概况

1.3电机控制系统的研究现状和发展方向

1.3.1电力电子技术的发展

1.3.2控制理论的发展现状

1.3.3数字控制器的发展

1.4论文的主要研究内容

第二章 磁通反向式电机的结构、原理、数学模型及分析方法

2.1磁通反向式电机的基本结构

2.2磁通反向式电机的基本工作原理

2.3磁通反向式电机的数学模型

2.4磁通反向式电机的分析方法

2.4.1电机电磁场的基本理论及分析方法综述

2.4.2电机电磁场问题的有限元法求解

第三章 应用有限元法对磁通反向式电机进行设计

3.1永磁材料的选择

3.2磁通反向式电机分析模型的建立

3.3样机各部分结构尺寸的确定

3.3.1永磁体形状、充磁方式及厚度的确定

3.3.2转子变化对磁通反向式电机的影响

3.3.3定子极弧变化对磁通反向式电机的影响

3.4磁通反向式电机齿槽转矩的削弱方法

3.4.1削弱磁通反向式电机齿槽转矩的传统方法

3.4.2削弱磁通反向式电机齿槽转矩两种有效的新方法

3.5结论

第四章 磁通反向式电机的控制方法

第五章 结论

参考文献

发表论文和科研情况说明

致谢