【摘要】：線圈輔助勵磁無刷直流電機(jī)(Coil-Assisted Excitation Brushless DC Motor CAE-BLDCM)作為一種新型的磁阻電機(jī),用輔助勵磁線圈替代永磁材料,因此具有結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低、運(yùn)行可靠性高、調(diào)速范圍寬、可控參數(shù)多的特點(diǎn),已被應(yīng)用于航空發(fā)電機(jī)、電動汽車驅(qū)動、礦山機(jī)械、伺服系統(tǒng)等領(lǐng)域。但對于CAE-BLDCM輸出轉(zhuǎn)矩脈動大,振動噪聲突出問題的研究主要集中于控制策略改進(jìn)和優(yōu)化方面,對電機(jī)本體設(shè)計(jì)和優(yōu)化的研究相對較少。本文以電機(jī)新型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為研究對象,對本體進(jìn)行設(shè)計(jì)和優(yōu)化。具體工作如下:(1)通過分析國內(nèi)外的電勵磁雙凸極電機(jī)研究現(xiàn)狀,從電機(jī)的磁通路徑及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)入手,分析CAE-BLDCM的工作原理及與其它電勵磁雙凸極電機(jī)的不同點(diǎn),推導(dǎo)電機(jī)電動/發(fā)電數(shù)學(xué)模型。(2)通過類比國內(nèi)外雙凸極電機(jī)設(shè)計(jì)方法并結(jié)合本文電機(jī)特殊結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)一臺電機(jī),并運(yùn)用有限元法對電機(jī)靜態(tài)特性進(jìn)行研究,分析所設(shè)計(jì)方案的合理性;緊接著根據(jù)電磁轉(zhuǎn)矩特性、磁共能的變化規(guī)律,對電機(jī)電樞繞組和勵磁輔助繞組的匹配問題進(jìn)行研究;分析不同勵磁情況時電機(jī)輸出性能,確定兩類繞組電流比例。(3)針對CAE-BLDCM定轉(zhuǎn)子極數(shù)組合方案、磁場分布的特殊性。分析不同極弧范圍矩角特性變化規(guī)律,不同鐵心長度時氣隙磁密、繞組電流、輸出功率變化情況,不同氣隙下電機(jī)的轉(zhuǎn)矩特性,確定電機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)靈敏度;在此基礎(chǔ)上,為進(jìn)一步提升電機(jī)轉(zhuǎn)矩密度對電機(jī)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),并分析所得結(jié)果,驗(yàn)證所設(shè)計(jì)電機(jī)的可行性。
【圖文】：

1 章 緒論機(jī)及控制方法，使其具有功率密度高，效率高，電機(jī)的磁通密度，通常采取兩種方式：其一是通是采用方形或橢圓形定子結(jié)構(gòu)。但改變定子結(jié)構(gòu)使輸出轉(zhuǎn)矩降低。因此文獻(xiàn)[17]提出一種外轉(zhuǎn)子機(jī)功率密度、轉(zhuǎn)矩密度、效率較高、可控參數(shù)、轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)形狀。但永磁體一旦充磁完成，其磁電機(jī)運(yùn)行時，電壓調(diào)節(jié)與故障時滅磁困難；電動氣隙磁場不易調(diào)節(jié)和控制，因此使用范圍有限。

第 2 章 CAE-BLDCM 基本理論M 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)M 的三維結(jié)構(gòu)如圖 2.1 所示，激磁線圈放置于轉(zhuǎn)軸中央定轉(zhuǎn)子均為雙凸極結(jié)構(gòu)，，其中定子極數(shù)設(shè)置為 9 個，轉(zhuǎn)子極數(shù)設(shè)置為 6 個，結(jié)構(gòu)與開關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)子相似簡單堅(jiān)固，能在惡劣環(huán)境中持續(xù)可靠運(yùn)行。M 的電樞繞組為三相集中繞組，纏繞在定子極上提供式和通電方向如圖 2.2 所示，以 A 相為例，左側(cè)的三方向串聯(lián)為一相。B、C 兩相繞組的繞線方式與 A 相完時兩側(cè)定子極中產(chǎn)生勵磁磁場方向在氣隙處相反，磁及氣隙構(gòu)成閉合磁通路徑。
【學(xué)位授予單位】：沈陽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TM33

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本文編號：2611338