多定子径轴向混合磁路永磁同步电机研究

摘要

永磁电机具有结构简单、运行可靠、效率高、体积小、重量轻等一系列优点，在家用电器、工业生产、交通运输、医疗、国防等各行各业普遍应用。按照永磁体在转子上的位置可将永磁电机分为内置式和表面式两大类。由于内置式结构弱磁运行时不易退磁、d轴电感小于q轴电感、转子磁路不对称使其比表面式结构更容易进行弱磁调速。但内置式永磁同步电机恒功率调速范围不够宽且转子磁密较高漏磁较大。本文基于永磁电机现有优缺点提出了一种多定子径轴向混合磁路永磁同步电机，主要研究内容为:
　　第一章主要介绍永磁电机国内外研究现状以及基于内置式永磁同步电机恒功率调速范围不够宽泛而提出的混合励磁电机的几种典型结构，阐述其工作原理，说明优缺点及研究现状;介绍关于内置式永磁同步电机转子磁密较高导致端部漏磁大一问题采取的措施;本章最后给出本文提出的多定子径轴向混合磁路永磁同步电机的模型。第二章主要介绍本文提出电机的结构特点、分析磁通路径、详细说明其工作原理;介绍当前弱磁调速原理，建立三维有限元模型对电机弱磁能力初步计算得出结论;第三章类比电路与电阻讲解磁路与磁阻的概念，并类比计算磁路中有较为规则几何体形状的磁阻，讲解计算较为精确的等效磁网络法，并建立电机的等效磁网络模型，利用有限元仿真软件得出电机磁力线分布并根据磁通路径详细计算路径中各个部分的磁阻数值;计算结果与有限元对比，通过有限元验证该电机减小端部漏磁从而提高磁通利用率。在第四章中，首先阐述齿槽转矩产生的机理;在一系列假设的条件下分析了定转子齿之间的磁阻变化率与齿槽转矩的关系;基于能量法推导该电机的齿槽转矩解析表达式，通过调整表达式中的某个参数值削弱齿槽转矩并利用有限元模型验证;最后分析了两个定子齿中心线之间的角度变化对齿槽转矩的影响并削弱齿槽转矩。

目录

声明

摘要

1．1 研究背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．3 本文提出的电机结构及特点

1．4 本文研究内容

1．5 本章小结

2．1 引言

2．2 电机结构及其工作原理

2．2．1 电机磁路分析

2．2．2 电机运行原理及弱磁性能分析

2．3 有限元法对电机磁场分析

2．4 本章小结

3．1 引言

3．2 等效网络简介及基本原理

3．3 电机等效磁网络模型及磁导计算

3．4 本章小结

第4章 齿槽转矩机理分析及削弱

4．1 引言

4．2 齿槽转矩产生的机理和特点

4．3 气隙磁导变化率与齿槽转矩关系

4．4 该电机齿槽转矩解析式及削弱

4．4．1 改变极数-槽数组合削弱齿槽转矩

4．4．2 改变槽宽、极弧系数削弱齿槽转矩

4．4．3 定子偏移削弱齿槽转矩

4．5 本章小结

第5章 全文总结

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的论文