【摘要】：稀土永磁電機(jī)由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功率密度和效率高等優(yōu)點(diǎn),在當(dāng)今社會(huì)得到了飛速發(fā)展和廣泛應(yīng)用。然而,隨著稀土永磁材料供應(yīng)的不穩(wěn)和價(jià)格的上漲,使得稀土永磁電機(jī)的成本難以降低,因此,低成本的少稀土電機(jī)近年來(lái)成為電機(jī)驅(qū)動(dòng)相關(guān)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。本文通過(guò)將“混合勵(lì)磁”電機(jī)設(shè)計(jì)理念與少稀土類永磁電機(jī)相融合,提出了一種新型的少稀土類定子分區(qū)式雙側(cè)混合勵(lì)磁型磁通切換電機(jī)(Double-Side Hybrid Excitation Flux-Switching,簡(jiǎn)稱DSHE-FS)電機(jī)。該電機(jī)一方面通過(guò)使用稀土永磁和非稀土永磁兩種永磁材料,大幅降低了稀土永磁材料的用量,并保持較高的輸出轉(zhuǎn)矩能力;另一方面由于內(nèi)、外定子均放置了直流勵(lì)磁繞組,通過(guò)在線調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流的大小和方向,實(shí)現(xiàn)了電機(jī)磁場(chǎng)的靈活調(diào)節(jié),電機(jī)具有較為寬廣的調(diào)速范圍。研究表明,該電機(jī)不僅保持了磁通切換永磁電機(jī)高效率、高功率密度等諸多優(yōu)點(diǎn),同時(shí)還具有電機(jī)氣隙磁場(chǎng)可靈活調(diào)節(jié)、內(nèi)部空間利用充分、結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點(diǎn)。論文的研究工作主要包含以下幾個(gè)方面一、對(duì)少稀土類電機(jī)、混合勵(lì)磁磁通切換電機(jī)以及定子分區(qū)電機(jī)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀進(jìn)行了闡述和總結(jié),針對(duì)現(xiàn)有電機(jī)的一些不足,提出了一種新型的少稀土類定子分區(qū)式雙側(cè)混合勵(lì)磁型磁通切換電機(jī)。并就所提出電機(jī)的運(yùn)行原理和內(nèi)、外勵(lì)磁的調(diào)磁機(jī)理,進(jìn)行了分析研究,建立了電機(jī)數(shù)學(xué)模型。二、借鑒傳統(tǒng)的磁通切換電機(jī)設(shè)計(jì)理論,給出了該少稀土類DSHE-FS電機(jī)的一般設(shè)計(jì)方法,確定了諸如極槽配比、定轉(zhuǎn)子齒寬等基本電機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)。針對(duì)該少稀土類DSHE-FS電機(jī)中的存在的兩種不同類型的永磁材料,基于電機(jī)的等效磁路模型,對(duì)兩種不同性質(zhì)永磁體的設(shè)計(jì)與配比原則進(jìn)行了理論推導(dǎo);在限定電機(jī)調(diào)磁比的基礎(chǔ)上,確定了外定子勵(lì)磁繞組與電樞繞組所占的槽比參數(shù),并分析了內(nèi)定子導(dǎo)磁橋、外定子勵(lì)磁齒寬分別對(duì)于內(nèi)、外調(diào)磁性能的影響;結(jié)合多目標(biāo)參數(shù)敏感度優(yōu)化設(shè)計(jì)方法,優(yōu)化設(shè)計(jì)了對(duì)于輸出轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)影響較為明顯的部分關(guān)鍵結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)。三、建立了該少稀土類DSHE-FS電機(jī)的限元仿真模型,對(duì)該電機(jī)的諸如磁鏈、反電動(dòng)勢(shì)、齒槽轉(zhuǎn)矩、輸出轉(zhuǎn)矩等基本電磁性能進(jìn)行了仿真分析�？紤]到該電機(jī)采用了易被退磁的鐵氧體永磁體材料,對(duì)鐵氧體和釹鐵硼材料的抗去磁能力進(jìn)行了仿真分析研究。此外,由于該電機(jī)采用了內(nèi)外定子雙側(cè)勵(lì)磁繞組,分析研究了外側(cè)勵(lì)磁繞組單獨(dú)勵(lì)磁、內(nèi)側(cè)勵(lì)磁繞組單獨(dú)勵(lì)磁和兩者共同勵(lì)磁時(shí)的調(diào)磁方法,以及對(duì)電機(jī)性能的影響。四、研究并給出了該少稀土類DSHE-FS原理樣機(jī)的加工方案,樣機(jī)加工正在進(jìn)行中,后續(xù)將會(huì)制定實(shí)驗(yàn)方案,通過(guò)樣機(jī)的試驗(yàn)測(cè)試,驗(yàn)證所提電機(jī)理論分析的正確性和樣機(jī)設(shè)計(jì)的合理性。
【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)：2774801