內(nèi)置式永磁同步電機設計及弱磁性能研究.pdf

1、稀土永磁同步電機早在上世紀七十年代就開始出現(xiàn),現(xiàn)在已被廣泛使用,其具有重量輕、體積小、效率高、弱磁擴速能力強等一系列優(yōu)點,成為航空、航天、武器裝備、電動汽車等領(lǐng)域重要發(fā)展方向。由于永磁同步電機磁場結(jié)構(gòu)復雜,使得計算準確度差,磁極形狀與尺寸的優(yōu)化,調(diào)速性能等都是永磁電機設計的難點。這些年來,永磁電機及其驅(qū)動器的設計成了電機領(lǐng)域研究的熱點課題。
　　本文主要研究內(nèi)容是對內(nèi)置式永磁同步電機設計及弱磁性能的研究。通過介紹永磁同步電機及其控

2、制技術(shù)的發(fā)展趨勢及現(xiàn)狀基礎上,開發(fā)高性能永磁同步電動機顯得越來越重要。從永磁電機的電磁結(jié)構(gòu)出發(fā),研究齒槽轉(zhuǎn)矩的產(chǎn)生及抑制方法,通過優(yōu)化電機參數(shù),減小轉(zhuǎn)矩脈動,并結(jié)合永磁同步電動機弱磁控制分析弱磁擴速問題。
　　本文介紹了永磁同步電機設計方法,包括繞組設計及轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)設計等;接著詳細介紹了不同的轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)及運用場合,并討論了其優(yōu)缺點,然后運用Ansoft有限元分析軟件對比分析了內(nèi)置式結(jié)構(gòu)和表貼式結(jié)構(gòu)永磁電機的各項性能,得出內(nèi)置式結(jié)構(gòu)

3、的永磁電機性能更佳。再闡述內(nèi)置式永磁電機齒槽轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的原理,討論了削弱齒槽轉(zhuǎn)矩的方法,如改變極弧系數(shù)、改變槽口寬度、極槽數(shù)配合、斜槽等,同時通過優(yōu)化電機參數(shù),對齒槽轉(zhuǎn)矩進行了有限元仿真,使得內(nèi)置式永磁電機轉(zhuǎn)矩脈動更小。
　　根據(jù)內(nèi)置式永磁同步電機的數(shù)學模型來推導出影響弱磁擴速的主要電機參數(shù)的計算式,包括永磁磁鏈和直軸電感,并從永磁體設計、氣隙長度、極弧系數(shù)及定子槽口寬度這四個角度來優(yōu)化電機,使永磁同步電機在高速時具有更好的弱磁擴速