發(fā)布時間：2020-11-12 21:17

　　 相比于永磁電機(jī),開關(guān)磁阻電機(jī)在峰值轉(zhuǎn)速能力、可靠性、性價比等方面具有明顯優(yōu)勢,是目前電動汽車中高速驅(qū)動電機(jī)的首選之一。但傳統(tǒng)開關(guān)磁阻電機(jī)效率相對較低,為解決該問題,本文采用非晶合金材料來替代傳統(tǒng)硅鋼材料。但非晶合金材料的引入同時會帶來了其他問題,主要包括:(1)非晶合金定子鐵心難以加工成復(fù)雜形狀,加工成型工藝對材料的電磁和機(jī)械屬性以及電機(jī)的性能會產(chǎn)生很大影響;(2)振動問題突出是開關(guān)磁阻電機(jī)的共性問題,非晶合金材料的引入對該問題的影響程度需要重點評估。針對上述問題,本文重點對非晶合金高速開關(guān)磁阻電機(jī)的電磁及振動特性進(jìn)行研究,主要的研究工作包括以下幾個方面:首先,針對非晶合金鐵心的加工成型工藝對材料屬性的影響,設(shè)計并加工一系列鐵心樣本,通過實驗測試,得到不同尺寸、不同疊壓系數(shù)、不同退火工藝以及不同工作頻率下非晶合金鐵心的B-H曲線以及鐵損曲線等磁性能的變化規(guī)律�；跍y試結(jié)果,結(jié)合傳統(tǒng)高速開關(guān)磁阻電機(jī)的設(shè)計原則,研究并提出適合于高效、高性能非晶合金高速開關(guān)磁阻電機(jī)的電磁設(shè)計方案;并與傳統(tǒng)硅鋼高速開關(guān)磁阻電機(jī)進(jìn)行對比分析。其次,針對非晶合金高速開關(guān)磁阻電機(jī)的電磁激勵源問題,基于氣隙磁導(dǎo)法和麥克斯韋張力張量法推導(dǎo)不同電流下電機(jī)的徑向電磁力波和切向電磁力波的數(shù)學(xué)表達(dá)式,分析電磁轉(zhuǎn)矩與切向電磁力波之間的數(shù)學(xué)關(guān)系,并由此給出一般性變化規(guī)律。建立非晶合金高速開關(guān)磁阻電機(jī)的電磁場模型,重點研究不同電流控制方式對徑向電磁力波和切向電磁力波諧波含量的影響規(guī)律,通過仿真結(jié)果與解析結(jié)果的對比驗證,確定理論方法在快速定性分析電磁激勵源隨電流變化規(guī)律的可行性。再次,結(jié)合非晶合金高速開關(guān)磁阻電機(jī)定子疊片系數(shù)較低的特點,研究其定子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)場的精確建模,并對其固有模態(tài)頻率進(jìn)行分析。并結(jié)合樣機(jī)定子鐵心的模態(tài)實驗,通過對比分析解析、仿真與實驗結(jié)果的差異性,揭示非晶合金材料屬性對精確建模方法的影響規(guī)律�；谒⒌亩ㄗ酉到y(tǒng)結(jié)構(gòu)場模型,研究機(jī)殼和鐵心等材料、散熱筋和水路等冷卻結(jié)構(gòu)對非晶合金高速開關(guān)磁阻電機(jī)定子系統(tǒng)模態(tài)頻率的影響,由此得到該類電機(jī)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計方法。最后,根據(jù)不同驅(qū)動電流對電機(jī)電磁力波和轉(zhuǎn)矩波動的影響,將電磁激勵源施加于所建立的定子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)場中,利用諧響應(yīng)分析來計算非晶合金高速開關(guān)磁阻電機(jī)的振動速度,從而研究不同電流下電機(jī)振動特性,并從振動抑制角度提出電流優(yōu)化方法�；陔姶耪駝拥姆抡婺Ｐ�,對比非晶合金高速開關(guān)磁阻電機(jī)與傳統(tǒng)硅鋼高速開關(guān)磁阻電機(jī)在激勵源特性、定子系統(tǒng)模態(tài)頻率、磁致伸縮系數(shù)以及振動特性的區(qū)別,分析非晶合金高速開關(guān)磁阻電機(jī)的振動的劣勢。
【學(xué)位單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TM352
【部分圖文】：

0 世紀(jì) 8（7.5 k應(yīng)用于阻電機(jī)的研究比、凸京理科永磁電近的開證實了速范圍要13900 r/m嚴(yán)重影并進(jìn)行度小、效電機(jī)小80 年代，英kW，1500 r于多個領(lǐng)域。機(jī)在高速領(lǐng)域究成為一大熱極轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)科大學(xué)學(xué)者 Y電機(jī)的性能指開關(guān)磁阻電機(jī)了高速下開關(guān)要求越來越min，該電機(jī)影響了電機(jī)效行了對比研究效率更高；、調(diào)速性能英國 TASC Dr/min）投放特別的，因域中有較大熱點。目前，構(gòu)的優(yōu)化分Yuichi Taka指標(biāo)，嘗試將機(jī)，所設(shè)計的關(guān)磁阻電機(jī)越寬，Toy機(jī)在輸出功效率。針對該究，結(jié)果證最重要的是能更好，適Drives 有限放于市場[17因其高可靠性大的優(yōu)勢。當(dāng)，國內(nèi)外高分析以及電機(jī)ano 等人根將無稀土電的電機(jī)在低機(jī)鐵損明顯小yota Prius功率上升至該問題，K明開關(guān)磁阻是在寬調(diào)速適合今后電動限公司將世界]。此后，開性、高調(diào)速當(dāng)功率器件高速開關(guān)磁阻機(jī)損耗比的根據(jù)日本國內(nèi)電機(jī)應(yīng)用于低速和高速下小于永磁電第三代永60 kW 時電Kiyota K 等人阻電機(jī)在大速范圍內(nèi)開關(guān)動汽車領(lǐng)域界上第一臺開關(guān)磁阻電速范圍、高性蓬勃發(fā)展后阻電機(jī)的研的影響等幾方內(nèi)應(yīng)用比較電動汽車中下的效率都電機(jī)[18]。隨永磁電機(jī)轉(zhuǎn)電流增加的人設(shè)計了同功率和高速關(guān)磁阻電機(jī)域的應(yīng)用[19]。臺商業(yè)用開關(guān)電機(jī)被大力發(fā)性價比等優(yōu)點后，高速開關(guān)研究主要集中方面。較廣泛的 50中，設(shè)計了性都高于永磁電隨著電動車用轉(zhuǎn)速已經(jīng)達(dá)的非�？�，銅同尺寸的開關(guān)速工況下，電機(jī)效率下降速關(guān)發(fā)點關(guān)中k性電用達(dá)銅關(guān)電速

0 世紀(jì) 8（7.5 k應(yīng)用于阻電機(jī)的研究比、凸京理科永磁電近的開證實了速范圍要13900 r/m嚴(yán)重影并進(jìn)行度小、效電機(jī)小80 年代，英kW，1500 r于多個領(lǐng)域。機(jī)在高速領(lǐng)域究成為一大熱極轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)科大學(xué)學(xué)者 Y電機(jī)的性能指開關(guān)磁阻電機(jī)了高速下開關(guān)要求越來越min，該電機(jī)影響了電機(jī)效行了對比研究效率更高；、調(diào)速性能英國 TASC Dr/min）投放特別的，因域中有較大熱點。目前，構(gòu)的優(yōu)化分Yuichi Taka指標(biāo)，嘗試將機(jī)，所設(shè)計的關(guān)磁阻電機(jī)越寬，Toy機(jī)在輸出功效率。針對該究，結(jié)果證最重要的是能更好，適Drives 有限放于市場[17因其高可靠性大的優(yōu)勢。當(dāng)，國內(nèi)外高分析以及電機(jī)ano 等人根將無稀土電的電機(jī)在低機(jī)鐵損明顯小yota Prius功率上升至該問題，K明開關(guān)磁阻是在寬調(diào)速適合今后電動限公司將世界]。此后，開性、高調(diào)速當(dāng)功率器件高速開關(guān)磁阻機(jī)損耗比的根據(jù)日本國內(nèi)電機(jī)應(yīng)用于低速和高速下小于永磁電第三代永60 kW 時電Kiyota K 等人阻電機(jī)在大速范圍內(nèi)開關(guān)動汽車領(lǐng)域界上第一臺開關(guān)磁阻電速范圍、高性蓬勃發(fā)展后阻電機(jī)的研的影響等幾方內(nèi)應(yīng)用比較電動汽車中下的效率都電機(jī)[18]。隨永磁電機(jī)轉(zhuǎn)電流增加的人設(shè)計了同功率和高速關(guān)磁阻電機(jī)域的應(yīng)用[19]。臺商業(yè)用開關(guān)電機(jī)被大力發(fā)性價比等優(yōu)點后，高速開關(guān)研究主要集中方面。較廣泛的 50中，設(shè)計了性都高于永磁電隨著電動車用轉(zhuǎn)速已經(jīng)達(dá)的非�？�，銅同尺寸的開關(guān)速工況下，電機(jī)效率下降速關(guān)發(fā)點關(guān)中k性電用達(dá)銅關(guān)電速

1-4因此單層只和能忽對電一種英國謝菲所示）對電此，磁路比單層結(jié)構(gòu)每一和每相繞組忽略，并且電流進(jìn)行優(yōu)種能使 SRM菲爾德大學(xué)的電機(jī)性能的單層結(jié)構(gòu)更一個線圈的匝組的自感有關(guān)且影響轉(zhuǎn)矩性優(yōu)化，從而得M 在四象限圖 1-3的諸自強(qiáng)教的影響。雙層更短，鐵心更匝數(shù)是雙層關(guān)；而互感耦性能[22]。除得到較好的限運行，并且轉(zhuǎn)子分塊電教授分析了層結(jié)構(gòu)中每更不易飽和。層結(jié)構(gòu)的兩倍耦合繞組結(jié)除了對電機(jī)的轉(zhuǎn)矩波形。且能有效降電機(jī)結(jié)構(gòu)開關(guān)磁阻電每相所在的極。為了保證兩倍。其中無互結(jié)構(gòu)的電機(jī)中本體的優(yōu)化比如，美降低電機(jī)轉(zhuǎn)矩電機(jī)不同繞極數(shù)是單層兩種結(jié)構(gòu)每互感繞組結(jié)中各相繞組化，還可以美國 R. Mik矩脈動的控繞組結(jié)構(gòu)（如層結(jié)構(gòu)的兩倍每相匝數(shù)一致結(jié)構(gòu)的電機(jī)轉(zhuǎn)組之間的互感以從控制的角kail 等人提出控制算法[23]如圖倍，致，轉(zhuǎn)矩感不角度出了。
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本文編號：2881253