PCB定子盤式永磁同步電機繞組形狀設(shè)計研究.pdf

1、盤式永磁同步電機性能優(yōu)越而結(jié)構(gòu)特殊，跟其他電機相比有著鮮明的特點，具有重量輕、體積小、結(jié)構(gòu)緊湊等一系列優(yōu)點，隨著時間的推移和工藝的進步，盤式永磁電機越來越受到研究者的重視，在工業(yè)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，國防科技的高新領(lǐng)域及生活生產(chǎn)中應用越來越廣泛。本文使用 PCB工藝制作定子，一方面省去了定子鐵心，使得齒槽轉(zhuǎn)矩得以消除，起動阻轉(zhuǎn)矩得以減小；另一方面簡化了定子的加工工藝，提高了加工精度，易于批量生產(chǎn)且產(chǎn)品一致性強。
　　對電機電磁場的分析在電機

2、設(shè)計的過程中或是對電機進行性能預測的計算中有著不可或缺的作用。與傳統(tǒng)的徑向磁場電機不同，盤式電機的氣隙磁場方向為電機軸向。這使得電機磁場的計算與分析難以像徑向磁場電機一樣容易，不能夠方便地轉(zhuǎn)化為二維電磁場問題進行分析。對電機繞組的分析同樣如此，需要其他的簡化方法進行解析分析。
　　論文首先介紹了雙轉(zhuǎn)子、單定子盤式電機的結(jié)構(gòu)。在此基礎(chǔ)上應用了Halbach陣列構(gòu)成電機的磁鋼結(jié)構(gòu)。用磁路的方法分析其磁場分布特點，計算主磁通的參數(shù)。然后

3、利用 PCB繞組導體位置精確，線圈的匝數(shù)較少的特點，將線圈沿徑向分割為導體元，計算繞組系數(shù)，通過積分得到整體的繞組系數(shù)。基于此解析模型本文分析對比了三種基本的繞組形狀，圓形、菱形與梯形，并結(jié)合圓形與梯形的特點設(shè)計了新的繞組形狀，使得在能夠獲得較高反電勢的基礎(chǔ)上盡量使端部長度較短，以減小銅耗，增大可以承受的電流密度。然后分別建立四種形狀的有限元模型，驗證分析的結(jié)果。最后制作新繞組形狀的樣機，將樣機作為發(fā)電機，由其他電機拖動，測量反電勢等數(shù)