多極表貼式稀土永磁電機的設(shè)計與分析.pdf

1、本文針對低轉(zhuǎn)速大扭矩高效率的電機使用場合，采取永磁電機結(jié)合磁場調(diào)制式磁齒輪傳動的原理，研制成了一種多極表貼稀土永磁電機，即VPM(Vernier Permanent Magnet)電機的原理機。現(xiàn)將本文的主要工作簡述如下:
　　(1)根據(jù)磁場調(diào)制式磁齒輪傳動的基本原理，將其應(yīng)用到稀土永磁電機中。著重研究電機轉(zhuǎn)子表貼多極永磁體時，多極磁場耦合和齒槽效應(yīng)對電機性能的影響。由于定子、轉(zhuǎn)子各個參數(shù)耦合，不便于直接解析各個變量和電機性能的線

2、性映射關(guān)系。因此，本文將從整體的角度解析與仿真。
　　(2)在上述基礎(chǔ)上，使用等效磁路法和磁位解析法建立有槽圓形VPM電機的數(shù)學(xué)模型，分析磁極產(chǎn)生的磁場在磁路中耦合和分布狀況。建立數(shù)學(xué)模型的具體步驟如下:
　　第一步，建立磁極模型，分析同心圓式徑向等厚、徑向充磁的磁極的磁場;
　　第二步，建立矩形磁路模型，分析單一磁極磁場的磁路和氣隙磁密分布;
　　第三步，建立無槽圓形模型，分析單一磁極在圓形磁場的磁路和氣隙磁密

3、分布;
　　第四步，對無槽模型進行開槽和多極分析。建立VPM電機的數(shù)學(xué)模型。
　　VPM電機數(shù)學(xué)模型的建立為多極特性提供了相應(yīng)的理論基礎(chǔ)。
　　(3)以磁極為16極8對的VPM電機為分析對象，做了該電機電磁設(shè)計的工作。分別分析了不同極比相同極對數(shù)時和相同極比不同極對數(shù)時，定轉(zhuǎn)子磁路、磁通、轉(zhuǎn)矩、功率等重要參數(shù)的情況。根據(jù)電磁設(shè)計的流程，設(shè)計了電機的極比、沖片、繞組、永磁體、電磁計算程序等內(nèi)容。
　　(4)采用有限

4、元分析法，分別做了RMxprt模塊和Maxwell2D模塊的建模和仿真分析。獲得了VPM電機在不同工作域和不同負載情況下的氣隙磁密、反電動勢、電磁轉(zhuǎn)矩、外特性等重要性能參數(shù)。分別與12槽11對級、12槽10對級的VPM電機對比。對比后得知VPM電機都具有低轉(zhuǎn)速大扭矩的特性，而且本文設(shè)計的12槽8對級VPM電機的效率較高。
　　(5)在上述分析仿真的基礎(chǔ)上，制作了VPM電機的實物原理樣機。在實驗室內(nèi)對樣機進行測試。測試內(nèi)容主要包括定