8-6極單繞組磁懸浮開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的關(guān)鍵參數(shù)優(yōu)化與控制.pdf

1、磁懸浮開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)將無(wú)軸承技術(shù)與開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)結(jié)合起來(lái)，具有低損耗，軸向利用率高，臨界轉(zhuǎn)速大等優(yōu)點(diǎn)，在飛輪儲(chǔ)能、航空航天等領(lǐng)域擁有廣闊的應(yīng)用前景。經(jīng)過(guò)多年研究，國(guó)內(nèi)外學(xué)者相繼提出了多種結(jié)構(gòu)的磁懸浮開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)，其中8/6極單繞組磁懸浮開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的結(jié)構(gòu)最為簡(jiǎn)單，但電機(jī)在運(yùn)行時(shí)需要同時(shí)導(dǎo)通相鄰繞組，增加了數(shù)學(xué)建模和驅(qū)動(dòng)控制的難度。因此，本文針對(duì)8/6極單繞組磁懸浮開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的運(yùn)行原理、數(shù)學(xué)模型、本體設(shè)計(jì)和控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究，本文主要的

2、研究工作如下:
　　(1)研究了8/6極單繞組磁懸浮開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的運(yùn)行原理，為克服因相鄰氣隙的磁導(dǎo)表達(dá)式不同而引起的建模困難，提出基于輔助函數(shù)和查表法的建模方法，建立了徑向力和轉(zhuǎn)矩的數(shù)學(xué)模型。用有限元分析驗(yàn)證數(shù)學(xué)模型的準(zhǔn)確性，為電機(jī)參數(shù)優(yōu)化和控制策略的進(jìn)一步研究提供了理論基礎(chǔ)。
　　(2)針對(duì)8/6極單繞組磁懸浮開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的本體設(shè)計(jì)，分析了各參數(shù)和繞組結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法，推導(dǎo)了主體尺寸計(jì)算公式，用有限元的方法對(duì)電機(jī)的主要參數(shù)進(jìn)

3、行了單變量分析，根據(jù)各參數(shù)對(duì)轉(zhuǎn)矩，徑向力和互感的影響找出需要優(yōu)化的關(guān)鍵參數(shù)。
　　(3)運(yùn)用粒子群算法對(duì)8/6極單繞組磁懸浮開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，以徑向力和轉(zhuǎn)矩最大、互感最小為優(yōu)化目標(biāo)，設(shè)計(jì)了電機(jī)參數(shù)的優(yōu)化流程，用有限元分析驗(yàn)證了優(yōu)化結(jié)果的可靠性。
　　(4)將繞組電流進(jìn)行差動(dòng)等效，并計(jì)算出電流的轉(zhuǎn)矩分量和懸浮分量。設(shè)計(jì)了8/6極單繞組BSRM的控制系統(tǒng)，并基于Matlab/Simulink平臺(tái)進(jìn)行了仿真，驗(yàn)證了控制