基于場-路耦合分析的開關(guān)磁阻電動機轉(zhuǎn)矩脈動與鐵耗抑制研究.pdf

1、開關(guān)磁阻電機作為一種新型調(diào)速系統(tǒng)，憑借其結(jié)構(gòu)簡單、經(jīng)濟可靠等優(yōu)點，在一系列工業(yè)領(lǐng)域取得了廣泛應用。但一方面，由于此類電機內(nèi)部磁場的高度非線性以及邊緣效應的影響，導致其存在轉(zhuǎn)矩脈動大、噪聲明顯等缺陷。另一方面，隨著電機容量的提升，其鐵磁損耗也明顯增大，由此帶來的發(fā)熱溫升問題，也會對電機安全運行帶來一定的隱患。上述問題的存在，嚴重制約了開關(guān)磁阻電機的進一步發(fā)展和應用。本文從優(yōu)化開關(guān)磁阻電機本體結(jié)構(gòu)的角度出發(fā)，通過改進定子極面結(jié)構(gòu)，達到優(yōu)化電

2、機轉(zhuǎn)矩脈動和鐵耗的目的。
　　首先，基于開關(guān)磁阻電機電磁場邊值問題和電路方程，建立了其場-路耦合模型。運用Maxwell電磁場有限元分析軟件，對其進行了有限元靜態(tài)和動態(tài)分析。有限元靜態(tài)分析中，將仿真所得電磁曲線應用于電機Matlab仿真和實際調(diào)速實驗當中，控制效果良好，一定程度上證明了電機模型和仿真結(jié)果的正確性和合理性。有限元動態(tài)分析中，采用電流斬波控制，進一步檢驗模型的正確性和合理性。
　　其次，分析揭示了開關(guān)磁阻電機定、

3、轉(zhuǎn)子極弧寬度、主要尺寸、氣隙長度、繞組形式等結(jié)構(gòu)參數(shù)對轉(zhuǎn)矩脈動和鐵耗的影響規(guī)律。通過有限元分析得到了直觀的對比結(jié)果，為電機結(jié)構(gòu)的進一步優(yōu)化奠定了基礎(chǔ)。
　　最后，本文提出了一種基于定子極面形狀的優(yōu)化設(shè)計，將傳統(tǒng)電機的氣隙結(jié)構(gòu)改為兩段式的氣隙結(jié)構(gòu)，改善了電機齒尖部分的電磁場分布，達到抑制轉(zhuǎn)矩脈動和鐵耗的目的。分別對優(yōu)化方案中的兩個參數(shù)進行了有限元分析，得到了其對轉(zhuǎn)矩脈動的影響規(guī)律，確定了最優(yōu)的結(jié)構(gòu)參數(shù)。利用Matlab仿真軟件對比了