徑向磁場調(diào)制型無刷雙轉(zhuǎn)子電機(jī)的研究.pdf

1、混合動(dòng)力汽車中，基于行星齒輪、發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)的電控?zé)o級變速傳動(dòng)系統(tǒng)是目前最成功的混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。磁場調(diào)制型無刷雙轉(zhuǎn)子電機(jī)與傳統(tǒng)電機(jī)相配合，不僅能夠取代行星齒輪系統(tǒng)為車輛負(fù)載和發(fā)動(dòng)機(jī)之間提供轉(zhuǎn)速差和轉(zhuǎn)矩差，實(shí)現(xiàn)無級變速功能，而且解決了以往有刷復(fù)合電機(jī)中內(nèi)轉(zhuǎn)子繞組發(fā)熱嚴(yán)重和電刷滑環(huán)結(jié)構(gòu)帶來電機(jī)可靠性下降的問題。本文針對徑向磁場調(diào)制型無刷雙轉(zhuǎn)子電機(jī)(Radial Magnetic-Field-Modulated Brushless Doub

2、le-Rotor Machine, RMFM-BDRM)進(jìn)行深入的研究。
　　首先，針對 RMFM-BDRM工作原理的特殊性，采用解析法對該電機(jī)的運(yùn)行原理進(jìn)行推導(dǎo)和分析，推導(dǎo)了永磁轉(zhuǎn)子永磁體極對數(shù)、調(diào)制環(huán)轉(zhuǎn)子導(dǎo)磁塊數(shù)和定子電樞磁場極對數(shù)之間滿足的數(shù)學(xué)關(guān)系式，建立了永磁轉(zhuǎn)子、調(diào)制環(huán)轉(zhuǎn)子和定子電樞三者之間轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的數(shù)學(xué)模型，為電機(jī)的設(shè)計(jì)和控制提供了參考依據(jù)。同時(shí)采用有限元法對不同結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的電機(jī)模型進(jìn)行仿真分析，通過對電機(jī)的氣隙磁場、

3、反電勢和輸出力矩等性能評估，驗(yàn)證了該電機(jī)工作原理的正確性和方案實(shí)施的可行性。
　　其次，研究了 RMFM-BDRM系統(tǒng)功率流問題，在此基礎(chǔ)上，探討了該電機(jī)運(yùn)行的基本模式，提出了該電機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)遵循的基本原則和設(shè)計(jì)方法，為電機(jī)的電磁設(shè)計(jì)提供理論指導(dǎo)。探討了永磁體和導(dǎo)磁塊的匹配關(guān)系對電機(jī)的氣隙磁場和反電勢的影響，為電機(jī)結(jié)構(gòu)方案的選取提供參考依據(jù)。
　　再次，對 RMFM-BDRM的功率因數(shù)和力矩等問題進(jìn)行了研究，為提高電機(jī)的電磁性能

4、奠定了基礎(chǔ)。結(jié)合已有的電機(jī)方案，分析了該電機(jī)功率因數(shù)偏低的原因，并提出了提高該電機(jī)功率因數(shù)的方法。根據(jù)提出的方法，探討了導(dǎo)磁塊與永磁體的配比、導(dǎo)磁塊的跨距、厚度、氣隙長度及電機(jī)長徑比對電機(jī)的功率因數(shù)的影響。同時(shí)從提高電機(jī)力矩極限輸出能力的角度，研究了導(dǎo)磁塊跨距、厚度和定子槽口對電機(jī)輸出力矩和力矩波動(dòng)的影響。
　　最后，針對電機(jī)鐵心損耗產(chǎn)生的機(jī)理，研究了電機(jī)在空載和負(fù)載情況下，永磁轉(zhuǎn)子鐵心、永磁體、調(diào)制環(huán)轉(zhuǎn)子鐵心和定子鐵心中磁場的分