開關(guān)磁阻電機(jī)損耗和溫升研究.pdf

1、開關(guān)磁阻電機(jī)(SR電機(jī))特殊的雙凸極結(jié)構(gòu)使得其工作原理和運(yùn)行特性不同于傳統(tǒng)電機(jī)，其鐵心磁場(chǎng)變化規(guī)律復(fù)雜，磁密波形與電機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)、轉(zhuǎn)速、繞組連接方式、控制策略以及工況等密切相關(guān)。復(fù)雜的磁場(chǎng)使得 SR電機(jī)的損耗尤其是鐵心損耗的計(jì)算十分困難。電機(jī)運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的損耗最終都轉(zhuǎn)化為熱能，引起電機(jī)內(nèi)部溫升，進(jìn)而影響電機(jī)的可靠性和使用壽命。因此損耗和溫升分析是優(yōu)化電機(jī)設(shè)計(jì)、改善其性能的重要環(huán)節(jié)。然而，目前國(guó)內(nèi)外關(guān)于SR電機(jī)的損耗和溫升方面的研究還不夠

2、系統(tǒng)和完善，因此，本文針對(duì)SR電機(jī)的損耗及其溫升進(jìn)行了一系列分析研究和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
　　本文以一臺(tái)三相12/8SR電機(jī)作為研究對(duì)象，首先，在Ansoft中建立其有限元仿真模型，進(jìn)行2D瞬態(tài)磁場(chǎng)分析，得到定、轉(zhuǎn)子不同部分的磁密波形及其變化規(guī)律。其次，在磁場(chǎng)分析的基礎(chǔ)上利用雙頻法和橢圓法相結(jié)合計(jì)算電機(jī)的鐵損，得到鐵心不同部分鐵損分布情況。再次，基于ANSYS建立電機(jī)的3D有限元熱分析模型，將損耗計(jì)算結(jié)果耦合到熱模型中進(jìn)行瞬態(tài)熱分析，得到

3、SR電機(jī)的溫升分布圖和不同單元處的溫升曲線，并重點(diǎn)討論了機(jī)殼外冷卻條件對(duì)電機(jī)溫升的影響。最后，搭建以TMS320F2812 DSP和CPLD為控制系統(tǒng)核心的開關(guān)磁阻起動(dòng)/發(fā)電系統(tǒng)平臺(tái)，完成硬件和軟件的設(shè)計(jì)調(diào)試工作。在此平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)SR電機(jī)的電動(dòng)和發(fā)電運(yùn)行，測(cè)量記錄電機(jī)轉(zhuǎn)速、電壓、電流、功率等數(shù)據(jù)，通過(guò)間接法推算樣機(jī)鐵心損耗，利用由T型熱電偶、MAX31855熱電偶信號(hào)至數(shù)字輸出轉(zhuǎn)化器、DSP、RS-485以及觸摸顯示屏組成的溫度測(cè)量和顯示