开关磁阻直线电机纵向边端效应及其补偿方法研究

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变量注释表

1 概述

1.1 课 题 研 究 背 景 与 意 义

1.2 直线电机分类与常见直线电机

1.3 开关磁阻直线电机研究现状

1.3.1 本体设计与新结构研究现状

1.3.2 控制方法研究现状

1.3.3 电磁特性建模研究现状

1.4 直线电机纵向边端效应研究现状

1.5 本文主要研究内容

2 开关磁阻直线电机高精度非线性建模研究

2.1 引言

2.2 改进的磁链-电流曲线的准线性模型及其分析

2.2.1 SRLM 磁化曲线及磁密分布曲线

2.2.2 改进的磁链-电流准线性模型

2.2.3 改进的准线性模型分析

2.2.4 分析结果验证

2.3 新型的磁链-电流-位置曲线训练方法

2.3.1 磁链对电流的影响

2.3.2 磁链-电流-位置曲线训练方法

2.3.3 考虑互耦合特性的绕组电流计算模块

2.3.4 训练结果

2.4 基于六阶傅里叶级数法的磁链非线性建模

2.5 实验验证

2.5.1 在线实验验证

2.5.2 离线实验验证

2.6 本章小结

3 开关磁阻直线电机绕组连接方式及纵向边端效应研究

3.1 引言

3.2 静态电磁特性分析

3.2.1 绕组连接方式对静态电磁特性的影响

3.2.2 纵向边端效应对静态电磁特性的影响

3.3 动态特性分析

3.3.1 SRLM 作为电动机

3.3.2 SRLM 作为发电机

3.4 磁 密 特 性 分 析

3.4.1 SRLM 特征区域与特征点的定义

3.4.2 SRLM 作为电动机时各部分铁心磁密波形

3.4.3 SRLM 作为发电机时各部分铁心磁密波形

3.5 铁损耗分析

3.5.1 SRLM 损耗计算

3.5.2 SRLM 作为电动机时的铁损耗

3.5.3 SRLM 作为发电机时的铁损耗

3.6 实验验证

3.6.1 SRLM 用作电动机

3.6.2 SRLM 用作发电机

3.7 本章小结

4 开关磁阻直线电机纵向边端效应设计补偿研究

4.1 引言

4.2 设计补偿原理

4.3 纵向边端效应设计补偿方法一

4.3.1 通过增加定子辅助磁极补偿

4.3.2 选择合适的定子辅助磁极宽度

4.4 纵向边端效应设计补偿方法二

4.4.1 磁路分析基本模型

4.4.2 补偿方法分析

4.4.3 补偿效果验证

4.5 不受纵向边端效应影响的SRLM 新结构

4.5.1 借鉴旋转电机结构特点

4.5.2 新型圆筒型 SRLM 结构

4.5.3 电机参数与尺寸

4.5.4 电磁特性分析

4.5.5 样机与实验验证

4.6 本章小结

5 开关磁阻直线电机纵向边端效应控制补偿研究

5.1 引言

5.2 纵向边端效应对电流峰值的影响

5.2.1 仅考虑纵向边端效应对自磁链的影响

5.2.2 同时考虑纵向边端效应对自磁链及互磁链的影响

5.3 电流估计模型

5.3.1 原有的电流估计模型

5.3.2 原有模型的电流峰值估测精度

5.3.3 改进的电流估计模型

5.3.4 改进模型的电流峰值估测精度

5.4 开通位置自适应调节控制方法

5.4.1 开通位置调节规则

5.4.2 调节规则仿真验证

5.4.3 开通位置自适应调节控制系统

5.5 实验验证

5.5.1 轻载下实验验证

5.5.2 重载下实验验证

5.5.3 电磁力脉动抑制效果

5.6 本章小结

6 结论

6.1 本文的主要工作

6.2 进一步工作展望

参考文献

作者简历

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