外轉(zhuǎn)子開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)及其有限元分析.pdf

1、近年來,電動(dòng)自行車作為一種新興的綠色代步工具正在興起.電動(dòng)自行車的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是決定其運(yùn)行性能和經(jīng)濟(jì)性的關(guān)鍵所在.目前電動(dòng)自行車所使用的驅(qū)動(dòng)電機(jī)主要有直流電動(dòng)機(jī)、感應(yīng)電動(dòng)機(jī)和無刷直流電動(dòng)機(jī).然而實(shí)驗(yàn)證明,開關(guān)磁阻電機(jī)以其控制靈活、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高、電氣性能優(yōu)良等優(yōu)勢(shì),將成為電動(dòng)車輛較好的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)之一.開關(guān)磁阻電機(jī)系統(tǒng)是一種較為新型的調(diào)速系統(tǒng),該系統(tǒng)主要由雙凸極式磁阻電機(jī)、功率變換器、轉(zhuǎn)子位置傳感器和控制器組成.國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者對(duì)開關(guān)磁阻電機(jī)

2、系統(tǒng)進(jìn)行了研究.但是,開關(guān)磁阻電機(jī)的一些基礎(chǔ)理論,包括電機(jī)設(shè)計(jì)方法、發(fā)電工作原理和控制策略等尚未成熟和完善,還有許多問題需要進(jìn)一步研究.該文在對(duì)前人成果的廣泛了解和研究的基礎(chǔ)上,總結(jié)了開關(guān)磁阻電機(jī)的基本方程、數(shù)學(xué)模型及其控制方法,提出了外轉(zhuǎn)子開關(guān)磁阻電機(jī)的設(shè)計(jì)理論方法.與傳統(tǒng)交流電機(jī)不同,開關(guān)磁阻電機(jī)采用雙凸極鐵心結(jié)構(gòu),并且只在定子上安裝各相勵(lì)磁繞組.繞組電流的非正弦與鐵心磁通密度的高飽和是開關(guān)磁阻電機(jī)運(yùn)行的兩個(gè)特點(diǎn);另外,開關(guān)磁阻電機(jī)

3、控制參數(shù)多,控制方案靈活,相電流波形隨著電機(jī)工作狀態(tài)的不同而變化,無法得到簡(jiǎn)單、統(tǒng)一的數(shù)學(xué)模型及解析式.因此,傳統(tǒng)電機(jī)的性能分析方法對(duì)開關(guān)磁阻電機(jī)不盡適用.該文在認(rèn)真總結(jié)研究前人關(guān)于開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)工作的基礎(chǔ)上,對(duì)部分設(shè)計(jì)公式進(jìn)行了改造,使之適用于外轉(zhuǎn)子開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)工作.并由此設(shè)計(jì)了一臺(tái)32/24極外轉(zhuǎn)子開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī).該文最后闡述了有限元方法應(yīng)用與開關(guān)磁阻電機(jī)靜特性的分析.文中應(yīng)用通用有限元分析軟件ANSYS計(jì)算出該文所設(shè)計(jì)