新型永磁開關磁鏈起發(fā)電機的研究.pdf

1、起發(fā)電機是指起動發(fā)動機和給直流電源充電都由一臺電機來實現(xiàn)的電機系統(tǒng)，傳統(tǒng)電機中，這兩項功能由汽車起動機和發(fā)電機兩個電機分別實現(xiàn)。由于相對于由兩個分離的電機來實現(xiàn)這兩項功能具有很多優(yōu)勢，起發(fā)電機在現(xiàn)代汽車和中度混合電動汽車應用中都引起很大程度的重視。從開關磁阻電機誕生以來，基于開關磁阻電機的新型雙凸極電機的研究和應用越來越廣泛。這些新型的雙凸極電機的繞組或永磁體只設置在定子上，轉子上不設線圈或永磁體，轉子直接由沖片疊壓而成，因而新型雙凸極

2、電機的結構比較簡單，制作工藝較簡單，生產成本相對較低。本文研究設計用于汽車起發(fā)電機的永磁開關磁鏈電機，永磁體內嵌于定子極內，它繼承了開關磁阻電機結構簡單、魯棒性好、可靠性高的等優(yōu)點，并且也具有永磁電機效率高、轉矩密度大等特點；同時這種類型的電機還有效地消除了變磁阻電機控制復雜、噪音振動大等缺點。這種電機的工作機理為：激磁磁通始終存在且方向不變，但是隨著轉子位置的變化，激磁磁通切換其路徑，使得定子繞組內磁鏈的大小和方向也發(fā)生變化，從而在電

3、機的集中繞組中產生反電勢。電機的電磁特性跟傳統(tǒng)的永磁無刷電機非常相似，從而電機可以以永磁無刷直流或永磁同步電機的驅動方式進行驅動。 類似于傳統(tǒng)的永磁無刷機的優(yōu)化設計，本文通過有限元的方法計算12/10結構永磁開關磁鏈電機的反電勢、齒槽轉矩、靜態(tài)轉矩等電機靜態(tài)特性，并以此作為電機優(yōu)化設計的依據(jù)。電機優(yōu)化設計過程中，對電機幾何拓撲結構中的一些參數(shù)例如轉子齒寬作為優(yōu)化變量，進行有限元分析結果的對比，最后通過綜合考慮起發(fā)電機的性能要求，

4、確定電機各參數(shù)的量。給出并分析永磁開關磁鏈起發(fā)電機的負載仿真，由于起發(fā)電機除了需要大起動轉矩來啟動發(fā)動機，還要求電機發(fā)電狀態(tài)能在寬轉速范圍內運行，因此本文還仿真分析了電機的弱磁擴速性能，通過提前觸發(fā)逆變器導通角和改變繞組連接方式，電機可以運行在很高的轉速下，也驗證了這種電機的弱磁擴速能力。 最后提出了其他兩種新結構永磁開關磁鏈電機，并與前文分析的12/10結構進行反電勢對比分析，給出了影響一般永磁開關磁鏈電機的影響因數(shù)，對以后的