切向結(jié)構(gòu)永磁同步電機(jī)及其混合勵(lì)磁技術(shù)研究.pdf

1、永磁同步電機(jī)(Permanent Magnet Synchronous Machine，PMSM)具有高效率、高功率密度和高可靠性等優(yōu)勢；電勵(lì)磁電機(jī)氣隙磁場可調(diào)?；旌蟿?lì)磁技術(shù)將電勵(lì)磁與永磁勵(lì)磁合理結(jié)合，在電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和航空電源系統(tǒng)等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用前景。
　　本文首先對(duì)切向結(jié)構(gòu)永磁同步電機(jī)展開研究，對(duì)電機(jī)極槽配合、永磁體尺寸進(jìn)行了分析。通過有限元分析得到磁阻轉(zhuǎn)矩對(duì)總電磁轉(zhuǎn)矩的貢獻(xiàn)；分析了電機(jī)實(shí)際加工結(jié)構(gòu)與電磁模型的差異對(duì)電機(jī)

2、發(fā)電輸出特性和電動(dòng)輸出特性的影響；為提高輸出轉(zhuǎn)矩，在電樞反應(yīng)分析基礎(chǔ)上探討了定子槽大小和隔磁槽設(shè)計(jì)對(duì)電動(dòng)輸出能力的影響。轉(zhuǎn)子磁分路混合勵(lì)磁同步電機(jī)(Hybrid Excitation Synchronous Machine，HESM)在切向結(jié)構(gòu)PMSM基礎(chǔ)上利用混合勵(lì)磁技術(shù)發(fā)展而來，兼具高功率密度和磁場可調(diào)的優(yōu)點(diǎn)。將轉(zhuǎn)子磁分路HESM與切向結(jié)構(gòu)PMSM進(jìn)行對(duì)比分析，研究了引入磁分路結(jié)構(gòu)對(duì)電樞反應(yīng)、電感特性、發(fā)電及電動(dòng)運(yùn)行輸出功率和永磁體

3、工作點(diǎn)等的影響。基于轉(zhuǎn)子磁分路機(jī)理，提出并研究了內(nèi)置導(dǎo)磁橋轉(zhuǎn)子磁分路 HESM與軸向非均勻氣隙轉(zhuǎn)子磁分路 HESM兩種新型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。分析了勵(lì)磁電流調(diào)節(jié)對(duì)恒功率運(yùn)行特性與損耗的影響。設(shè)計(jì)并研制了100kW切向結(jié)構(gòu)PMSM與100kW轉(zhuǎn)子磁分路HESM樣機(jī)，構(gòu)建了電機(jī)對(duì)拖實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了磁分路結(jié)構(gòu)對(duì)電機(jī)發(fā)電與電動(dòng)運(yùn)行輸出性能的影響。分析了勵(lì)磁電流弱磁控制、直軸電流弱磁控制對(duì)電動(dòng)運(yùn)行的作用。最后驗(yàn)證了通過勵(lì)磁電流與直軸電流協(xié)調(diào)控制，轉(zhuǎn)子磁