本文選題：少稀土 + 磁通切換電機(jī)　； 參考：《江蘇大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：稀土永磁電機(jī)因其具有功率密度高、轉(zhuǎn)矩能力強(qiáng)和調(diào)速范圍寬等優(yōu)勢(shì),在工業(yè)驅(qū)動(dòng)應(yīng)用領(lǐng)域中受到了廣泛的關(guān)注和應(yīng)用。然而,隨著稀土永磁材料在全球范圍內(nèi)成為戰(zhàn)略資源之后,出現(xiàn)了不穩(wěn)定的材料供應(yīng)和波動(dòng)幅度較大的交易價(jià)格。于是,在這樣的背景下,一類少稀土或非稀土永磁電機(jī)逐漸引起了國內(nèi)外電機(jī)領(lǐng)域內(nèi)相關(guān)學(xué)者的研究興趣。值得一提的是,盡管該類電機(jī)通過采用低磁能積的非稀土永磁材料作為永磁勵(lì)磁源,并成功實(shí)現(xiàn)了稀土永磁材料用量的有效減少或者“零使用”的目的,但也隨之對(duì)電機(jī)的功率密度和轉(zhuǎn)矩能力造成了一定程度上的影響。因此,研究一種高功率密度、高轉(zhuǎn)矩能力和高效率的少稀土或非稀土永磁電機(jī)成為了電機(jī)研究領(lǐng)域內(nèi)的關(guān)注焦點(diǎn)和熱門研究方向之一。在這樣的背景下,本文提出和研究一種結(jié)構(gòu)新穎的少稀土雙定子磁通切換永磁(Less-Rare-Earth Double Stator Flux-Switching Permanent Magnet,簡稱LR-DSFSPM)電機(jī)。該電機(jī)通過結(jié)合“少稀土”、“雙定子”以及“磁通切換”的三重設(shè)計(jì)理念,在實(shí)現(xiàn)有效減少稀土永磁體的用量和降低材料成本的基礎(chǔ)上,不僅繼承了磁通切換電機(jī)固有的聚磁效應(yīng)強(qiáng)、轉(zhuǎn)矩密度高、轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)魯棒性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),而且具備雙定子電機(jī)內(nèi)部空間利用率高、功率密度高、運(yùn)行模式多樣的優(yōu)勢(shì),從而在電動(dòng)汽車、混合動(dòng)力汽車等多個(gè)領(lǐng)域擁有潛在的應(yīng)用前景。本文的主要研究內(nèi)容如下:首先,本文簡要說明了課題的研究背景及意義,介紹了學(xué)科領(lǐng)域內(nèi)相關(guān)電機(jī)的研究發(fā)展現(xiàn)狀,包括:少稀土電機(jī)、雙定子電機(jī)及磁通切換電機(jī)等電機(jī)的研究發(fā)展情況。其次,本文介紹了所提出電機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和運(yùn)行原理。并且,從電機(jī)轉(zhuǎn)子極數(shù)、永磁體尺寸和繞組設(shè)計(jì)等方面展開了初始設(shè)計(jì)。此外,在參數(shù)設(shè)計(jì)過程中,以平均轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)矩峰峰值為設(shè)計(jì)目標(biāo),并通過采用單一參數(shù)優(yōu)化法,針對(duì)性地確定了關(guān)鍵的結(jié)構(gòu)參數(shù)和有效地縮小了相應(yīng)的參數(shù)優(yōu)化范圍。在此基礎(chǔ)之上,將響應(yīng)面分析法引入到參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)中,快速且便捷地獲得了參數(shù)變化對(duì)目標(biāo)引起的變化趨勢(shì),并經(jīng)綜合權(quán)衡后確定了關(guān)鍵參數(shù)的最優(yōu)值,為后續(xù)電機(jī)的電磁性能分析和動(dòng)態(tài)運(yùn)行特性研究奠定了基礎(chǔ)。隨后,本文對(duì)LR-DSFSPM電機(jī)內(nèi)外電機(jī)的氣隙磁密、反電勢(shì)和轉(zhuǎn)矩等基本電磁性能進(jìn)行了分析,驗(yàn)證了該電機(jī)設(shè)計(jì)的有效性和內(nèi)外電機(jī)各自獨(dú)立及同時(shí)運(yùn)行的可行性,為該電機(jī)的多模式運(yùn)行提供了前提條件�？紤]到電動(dòng)汽車的潛在驅(qū)動(dòng)應(yīng)用中,通常存在頻繁的啟停、高速和重載爬坡等多種驅(qū)動(dòng)工況,從而本文針對(duì)該電機(jī)在不同運(yùn)行模式下的多工況運(yùn)行特性進(jìn)行了詳細(xì)地仿真研究。過程中,通過靈活分配內(nèi)外電機(jī)的功率比例和協(xié)調(diào)內(nèi)外電機(jī)的運(yùn)行模式,使得該電機(jī)在面對(duì)復(fù)雜工況時(shí),顯現(xiàn)出豐富的工況驅(qū)動(dòng)選擇,具備提供所需轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的補(bǔ)償運(yùn)行能力,進(jìn)而能夠滿足多種驅(qū)動(dòng)需求。最后,綜合考慮了LR-DSFSPM電機(jī)樣機(jī)的加工可行性,確定了樣機(jī)加工方案。然而,由于電機(jī)結(jié)構(gòu)具有雙層氣隙和空間集成度高的特點(diǎn),從而加工難度要大于傳統(tǒng)永磁同步電機(jī),進(jìn)而導(dǎo)致較長的加工周期。需要說明的是,目前,原理樣機(jī)正處于裝配過程中,且相應(yīng)的章節(jié)針對(duì)該電機(jī)的部分加工部件進(jìn)行了展示。一旦完成樣機(jī)的制造和裝配,課題組將進(jìn)行電機(jī)的性能測(cè)試工作,為電機(jī)的設(shè)計(jì)合理性提供進(jìn)一步的驗(yàn)證。
[Abstract]:A rare - earth or non - rare earth permanent magnet motor with high power density , high torque capacity and high efficiency has attracted much attention in the field of motor research . This paper gives a brief description of the research background and significance of the motor in the field of electric vehicles , hybrid vehicles and so on . The principle prototype is in the assembly process , and the corresponding sections are presented for the part of the machine parts of the motor . Once the prototype manufacturing and assembly are completed , the test group will perform the performance test of the motor and provide further verification for the design rationality of the motor .
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TM351

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1943223