雙定子多自由度永磁同步電機研究.pdf

1、隨著科技的不斷發(fā)展，機電系統(tǒng)日趨復雜化，簡單的單自由度電機已很難滿足需求，多自由度電機越來越受到工業(yè)界的歡迎。本文提出了一種新型多自由度電機方案，該電機集成旋轉(zhuǎn)電機、徑向磁軸承和直線電機于一體，可以有效實現(xiàn)六自由度控制，提高電機的弱磁擴速能力，拓寬恒功率范圍。本文將從以下幾個方面對雙定子多自由度永磁同步電機展開研究：
　　首先，在總結(jié)常見的幾種多自由度電機結(jié)構(gòu)及其耦合問題的基礎(chǔ)上，提出了雙定子多自由度永磁同步電機方案。之后針對本研

2、究所提出的電機，從結(jié)構(gòu)及功能出發(fā)，對其總體配置方案及各部分結(jié)構(gòu)特點進行分析。主要包括外部旋轉(zhuǎn)電機定轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)及配置方式，內(nèi)部直線電機初次級結(jié)構(gòu)及配置方式，懸浮單元的結(jié)構(gòu)及其徑向力的產(chǎn)生機理和影響因素分析。
　　其次，雙定子多自由度永磁同步電機氣隙磁場分布不同于傳統(tǒng)電機，本文采用解析法分別對外部旋轉(zhuǎn)電機及內(nèi)部直線電機進行數(shù)學建模，對他們產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場及行波磁場分布進行解析計算，在此基礎(chǔ)上，研究不同充磁方式時內(nèi)外氣隙磁場的分布規(guī)律，并利

3、用有限元法進行仿真驗證。
　　然后，針對雙定子多自由度電機中的耦合問題，對旋轉(zhuǎn)磁場對內(nèi)部氣隙和行波磁場對外部氣隙的耦合特性進行研究。采用解析法對內(nèi)外永磁體不同充磁方式，極對數(shù)及轉(zhuǎn)子材料對磁場耦合特性的影響進行定量研究，并利用有限元法進行仿真驗證。在此基礎(chǔ)上，提出雙定子多自由度永磁同步電機的抗耦設(shè)計原則。
　　最后研究雙定子多自由度永磁同步電機的運行性能。在外部旋轉(zhuǎn)電機方面，對弱磁擴速時外部旋轉(zhuǎn)電機的空載反電勢和轉(zhuǎn)矩特性進行理