在中小功率工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域,作為主要機(jī)種的永磁電機(jī)存在氣隙磁場(chǎng)難以調(diào)節(jié)和去磁風(fēng)險(xiǎn)等固有不足。并且,作為不可再生的儲(chǔ)備資源,稀土材料價(jià)格日益昂貴,長(zhǎng)期供應(yīng)面臨挑戰(zhàn)。因此,開發(fā)不用或少用永磁材料的電勵(lì)磁或混合勵(lì)磁電機(jī)具有重要的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值和學(xué)術(shù)理論意義。傳統(tǒng)的同步電機(jī)采用電刷和滑環(huán)勵(lì)磁,可靠性低。對(duì)于電勵(lì)磁同步電機(jī)和混合勵(lì)磁同步電機(jī)方案,無刷化電勵(lì)磁技術(shù)都是關(guān)鍵問題。受限于體積和成本等因素,大型發(fā)電機(jī)采用的獨(dú)立勵(lì)磁機(jī)不適合于中小型電機(jī)�，F(xiàn)有的混合勵(lì)磁電機(jī)采用的無刷電勵(lì)磁方案存在漏磁大,電機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜等問題。在此背景下,本文提出了基于零序空間諧波磁場(chǎng)勵(lì)磁的無刷同步電機(jī)（Zero-sequence Spatial Harmonic Field Brushless Excitation Synchronous Machine,ZSHF-BESM）方案。該電機(jī)利用建立型零序諧波磁場(chǎng)進(jìn)行無刷勵(lì)磁,解決了現(xiàn)有電勵(lì)磁電機(jī)方案中電刷滑環(huán)可靠性差,調(diào)磁性能受限等問題。根據(jù)零序空間諧波磁場(chǎng)建立方式的不同,本論文對(duì)三次諧波電流無刷勵(lì)磁同步電機(jī)（THC-BESM）和雙諧波繞組無刷勵(lì)磁同步電機(jī)（DHW-BESM）兩種具體... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：183 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究的目的和意義
    1.2 同步電機(jī)勵(lì)磁方式的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 有刷勵(lì)磁方式
        1.2.2 無刷電勵(lì)磁方式
        1.2.3 混合勵(lì)磁電機(jī)
    1.3 諧波勵(lì)磁電機(jī)相關(guān)技術(shù)研究現(xiàn)狀
        1.3.1 諧波磁場(chǎng)的產(chǎn)生與利用
        1.3.2 諧波磁場(chǎng)的抑制方法
        1.3.3 諧波電流的注入與控制策略
    1.4 本文的主要研究?jī)?nèi)容
第2章 零序諧波磁場(chǎng)勵(lì)磁原理與THC-BESM拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分析
    2.1 引言
    2.2 THC-BESM的基本結(jié)構(gòu)與零序諧波磁場(chǎng)勵(lì)磁方法
        2.2.1 零序諧波磁場(chǎng)勵(lì)磁思想的提出
        2.2.2 THC-BESM的基本結(jié)構(gòu)與M次零序諧波磁場(chǎng)建立原理
        2.2.3 定子附加零序電流的選取
        2.2.4 零序電流勵(lì)磁原理的2D-FEA仿真驗(yàn)證
    2.3 THC-BESM的數(shù)學(xué)模型與諧波電流相位關(guān)系分析
        2.3.1 THC-BESM數(shù)學(xué)模型的建立
        2.3.2 諧波電流和基波電流相位關(guān)系的確定
        2.3.3 定子鐵芯磁飽和狀態(tài)仿真分析
    2.4 THC-BESM拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)與分析
        2.4.1 齒諧波分析
        2.4.2 分?jǐn)?shù)槽THC-BESM的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
        2.4.3 不同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)THC-BESM電磁性能的仿真結(jié)果
        2.4.4 不同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)THC-BESM電磁性能的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
    2.5 本章小結(jié)
第3章 THC-BESM并聯(lián)耦合等效磁路分析與結(jié)構(gòu)參數(shù)研究
    3.1 引言
    3.2 THC-BESM的并聯(lián)等效磁路建模與計(jì)算方法分析
        3.2.1 THC-BESM的空載并聯(lián)磁通路徑
        3.2.2 空載并聯(lián)等效磁路建模與計(jì)算方法
        3.2.3 數(shù)值計(jì)算結(jié)果及氣隙磁通調(diào)節(jié)特性
    3.3 轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)勵(lì)磁性能的影響研究
        3.3.1 極弧系數(shù)的選取
        3.3.2 轉(zhuǎn)子諧波繞組槽口寬度的影響
        3.3.3 諧波繞組槽徑向長(zhǎng)度的影響
        3.3.4 極靴厚度的選取
    3.4 THC-BESM的功率因數(shù)與效率分析
        3.4.1 功率因數(shù)的影響因素分析
        3.4.2 勵(lì)磁繞組匝數(shù)對(duì)功率因數(shù)的影響分析
        3.4.3 氣隙長(zhǎng)度和定子槽口寬度對(duì)功率因數(shù)的影響
        3.4.4 效率分析與實(shí)驗(yàn)測(cè)試
    3.5 本章小結(jié)
第4章 DHW-BESM的整數(shù)槽諧波繞組分布與等效零序諧波磁場(chǎng)調(diào)制.
    4.1 引言
    4.2 整數(shù)槽DHW-BESM的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與雙諧波繞組設(shè)計(jì)規(guī)律
        4.2.1 整數(shù)槽DHW-BESM的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
        4.2.2 雙諧波繞組勵(lì)磁原理分析
        4.2.3 雙諧波繞組設(shè)計(jì)規(guī)律
    4.3 整數(shù)槽DHW-BESM諧波繞組電動(dòng)勢(shì)的影響因素分析
        4.3.1 定子諧波繞組的六種分布結(jié)構(gòu)分析
        4.3.2 不同定子諧波繞組分布方案的仿真結(jié)果
        4.3.3 諧波繞組電動(dòng)勢(shì)與轉(zhuǎn)子諧波繞組匝數(shù)的關(guān)系
        4.3.4 勵(lì)磁電流與轉(zhuǎn)子諧波繞組匝數(shù)關(guān)系的仿真結(jié)果
    4.4 整數(shù)槽DHW-BESM諧波繞組和功率繞組的干擾因素分析
        4.4.1 各繞組所受磁場(chǎng)干擾量的計(jì)算和分析
        4.4.2 定子鐵芯磁飽和情況分析
        4.4.3 空載氣隙磁通密度的調(diào)節(jié)性能分析
    4.5 本章小結(jié)
第5章 DHW-BESM的分?jǐn)?shù)槽定子繞組設(shè)計(jì)分析與電磁性能研究
    5.1 引言
    5.2 分?jǐn)?shù)槽DHW-BESM拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及諧波繞組設(shè)計(jì)原則
        5.2.1 分?jǐn)?shù)槽DHW-BESM拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
        5.2.2 分?jǐn)?shù)槽雙諧波繞組設(shè)計(jì)原則
        5.2.3 齒諧波分析與比較
        5.2.4 定子諧波繞組分布對(duì)諧波電勢(shì)的影響
        5.2.5 不同諧波繞組方案的勵(lì)磁電流仿真結(jié)果
    5.3 分?jǐn)?shù)槽DHW-BESM的電樞繞組分布方案與特性分析
        5.3.1 定子異距電樞繞組分布方案
        5.3.2 電樞繞組相電勢(shì)仿真驗(yàn)證
        5.3.3 繞組電磁量的分析與計(jì)算
        5.3.4 諧波磁通對(duì)電樞電動(dòng)勢(shì)畸變的影響
    5.4 分?jǐn)?shù)槽DHW-BESM不同負(fù)載狀態(tài)特性計(jì)算與分析
        5.4.1 空載特性計(jì)算與分析
        5.4.2 氣隙磁通密度調(diào)節(jié)特性仿真結(jié)果
        5.4.3 負(fù)載狀態(tài)分析與計(jì)算
    5.5 本章小結(jié)
第6章 DHW-BESM的實(shí)驗(yàn)研究與工作特性驗(yàn)證
    6.1 引言
    6.2 樣機(jī)研制與實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的搭建
        6.2.1 實(shí)驗(yàn)樣機(jī)的研制
        6.2.2 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的搭建
        6.2.3 電氣參數(shù)的測(cè)試
    6.3 DHW-BESM的勵(lì)磁性能測(cè)試與分析
        6.3.1 不同定子諧波繞組分布方案產(chǎn)生的諧波電勢(shì)
        6.3.2 空載勵(lì)磁電流測(cè)試及其調(diào)節(jié)特性分析
        6.3.3 負(fù)載狀態(tài)下勵(lì)磁電流調(diào)節(jié)特性分析
    6.4 DHW-BESM的空載特性測(cè)試與分析
        6.4.1 電樞繞組電壓測(cè)試與波形分析
        6.4.2 整數(shù)槽DHW-BESM輸出電壓分析及空載特性分析
        6.4.3 分?jǐn)?shù)槽DHW-BESM的空載特性測(cè)試與分析
    6.5 DHW-BESM負(fù)載狀態(tài)輸出性能的實(shí)驗(yàn)測(cè)試與分析
        6.5.1 DHW-BESM的外特性測(cè)試與分析
        6.5.2 負(fù)載功率損耗測(cè)試與分析
    6.6 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝
個(gè)人簡(jiǎn)歷



本文編號(hào)：2896890