非交疊集中繞組結(jié)構(gòu)磁通切換型電機(jī)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與控制算法研究.pdf

1、非交疊集中式繞組結(jié)構(gòu)的磁通切換永磁電機(jī)結(jié)合了定子永磁式電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、固有可靠性高的優(yōu)勢(shì)和永磁電機(jī)功率密度高的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)又擁有了非交疊集中式繞組結(jié)構(gòu)電機(jī)容錯(cuò)能力強(qiáng)、可靠性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。該電機(jī)既能滿(mǎn)足全電/多電飛機(jī)中電力作動(dòng)器應(yīng)具有功率密度高，可靠性高和容錯(cuò)能力強(qiáng)的要求，又能滿(mǎn)足電動(dòng)汽車(chē)中所用電機(jī)應(yīng)具有功率密度高和弱磁能力強(qiáng)，轉(zhuǎn)速范圍寬的要求。因此本文從系統(tǒng)的角度研究了非交疊集中式繞組結(jié)構(gòu)的磁通切換永磁電機(jī)的本體結(jié)構(gòu)及相應(yīng)的控制算法。

2、>　　本文首先為了解決非交疊集中式繞組結(jié)構(gòu)的磁通切換電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)大、反電勢(shì)不正弦的問(wèn)題，提出了一種轉(zhuǎn)子分段式結(jié)構(gòu)并優(yōu)化了兩部分轉(zhuǎn)子之間的偏移角。該方法同時(shí)考慮了磁鏈幅值，磁鏈正弦度和定位力矩峰峰值以確定兩部分轉(zhuǎn)子偏移角。與定轉(zhuǎn)子斜槽結(jié)構(gòu)及定轉(zhuǎn)子開(kāi)槽相比，該方法能有效提高電機(jī)磁鏈正弦度，減小定位力矩和轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的同時(shí)，不影響轉(zhuǎn)矩輸出能力。通過(guò)有限元仿真及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該方法的有效性，并將該方法推廣至各種結(jié)構(gòu)的磁通切換電機(jī)。其次，針對(duì)現(xiàn)有的基于磁

3、勢(shì)不變的容錯(cuò)矢量控制未考慮反電勢(shì)諧波和最優(yōu)電流法中，短路故障時(shí)忽略了電機(jī)繞組的電阻值的缺點(diǎn)，本文研究了考慮反電勢(shì)二次諧波時(shí)的容錯(cuò)控制策略。該容錯(cuò)控制策略考慮了反電勢(shì)二次諧波，開(kāi)路故障時(shí)調(diào)節(jié)健康相中其中兩相的電流幅值和相位使輸出轉(zhuǎn)矩平均值不變，轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)為零。短路故障時(shí)，根據(jù)測(cè)量得出的短路電流，考慮電機(jī)的電阻和自感反計(jì)算出短路相的反電動(dòng)勢(shì)，應(yīng)用故障分解法計(jì)算得到短路時(shí)的補(bǔ)償電流。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該方法的有效性并將其與現(xiàn)有的基于磁勢(shì)不變的矢量控制和