一種混合永磁記憶電機的研究.pdf

1、永磁同步電機由于具有高效率、高功率密度、高控制精度等優(yōu)點，近年來在工農業(yè)、國防及日常生活中均得到了廣泛的應用。然而，永磁同步電機中永磁體是恒定勵磁，氣隙磁通通常難以調節(jié)，限制了其轉速范圍。目前，在永磁同步電機中通常通過弱磁控制方法進行擴速。弱磁控制方法能夠有效擴展永磁同步電機的轉速范圍，然而也存在不少不足之處，如持續(xù)的直軸電流增加了電機銅耗，降低了電機在高速區(qū)的效率等。此外，采用混合勵磁或者通過電機某些機械結構的調整，也能實現(xiàn)調節(jié)氣隙磁

2、通的目的，然而這些方式大大增加了電機的控制及加工的難度，成本也更高。因此，開發(fā)一種能通過簡便方式實現(xiàn)氣隙磁通連續(xù)可調的永磁同步電機具有重要的意義，而記憶電機采用低矯頑力永磁材料，直接通過改變永磁體的磁化狀態(tài)，從根本上調節(jié)氣隙磁通，是一種非常有價值的研究方案。
　　本研究主要內容包括：⑴在目前已有的電樞繞組調磁型混合永磁記憶電機的基礎上了，設計了一個27槽6極電機模型，并分別針對鋁鎳鈷和鐵氧體永磁在其中的應用進行了分析。有限元分析結

3、果表明，在該類型電機中，通過電樞繞組很難實現(xiàn)低矯頑力永磁體的正向飽和磁化，氣隙磁通可調節(jié)的范圍非常有限，且交軸電樞反應對低矯頑力永磁體磁性能的影響不可忽視。此外，通過比較鋁鎳鈷和鐵氧體永磁在該電機中的應用，發(fā)現(xiàn)鐵氧體永磁在該類混合永磁記憶電機的設計中有較高的應用價值。⑵針對原電機中存在的問題，提出了采用鐵氧體永磁作為低矯頑力永磁材料且在轉子結構中增加磁障的改進方案。討論磁障的設計思路，及對鐵氧體永磁體的磁化特性和抗交軸電樞反應能力帶來的

4、影響。對于改進的電機結構，從反電勢、轉矩、鐵氧體永磁體的磁化特性等方面討論了此類電機中槽極數(shù)的選取方法，分析了一些重要的定轉子尺寸參數(shù)對電機性能的影響。⑶在改進型電機設計方案中，經(jīng)過參數(shù)優(yōu)化后，最終確定了樣機的尺寸，并針對樣機的性能進行了一系列有限元分析，包括鐵氧體永磁體正向和反向飽和磁化狀態(tài)下的磁密分布特點、反電勢波形、電感特性、轉矩特性;交軸電樞反應對鐵氧體永磁體磁性能的影響;鐵氧體永磁體的正向和反向磁化特性;以及轉子機械強度分析。