双定子锥形永磁同步电机的弱磁研究

摘要

提出一种新型的双定子锥形永磁同步电机方案,该电机由外内两个电机定子和锥形转子构成.通过控制内电机定子电流,实现锥形转子的轴向移动以增大气隙长度,同时减小定转子的耦合面积,从而实现永磁同步电机的弱磁扩速运行.论文给出了几种常见的双定子锥形永磁电机结构方案并阐述了其工作原理；建立了锥形永磁电机的等效磁网络和三维有限元模型,对其磁场分布及气隙磁通密度随锥角及转子轴向位移的变化进行了仿真分析,研究该类电机空载反电动势变化及弱磁扩速能力.研制了双定子锥形样机,对空载反电动势随锥角和轴向位移变化趋势进行了实验验证；理论分析和实验研究一致性良好.本文研究表明双定子锥形电机不仅具有良好的弱磁扩速性能,还具有宽恒功率区等优点,可为永磁电机弱磁扩速提供借鉴.