近年來,同步磁阻電機(jī)以其制作成本低、加工制作簡單、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn),在低成本交流調(diào)速領(lǐng)域受到廣泛關(guān)注。在設(shè)計(jì)同步磁阻電機(jī)的過程中,由于其待優(yōu)化參數(shù)眾多,轉(zhuǎn)子拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)復(fù)雜,設(shè)計(jì)出符合需求的電機(jī)往往需要大量的有限元建模計(jì)算,導(dǎo)致同步磁阻電機(jī)設(shè)計(jì)的時(shí)間周期較長。此外,受電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的限制,同步磁阻電機(jī)還存在著功率因數(shù)小,轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)大的缺點(diǎn),同步磁阻電機(jī)的推廣受到了極大地制約。在同步磁阻電機(jī)的控制中,電機(jī)還存在控制精度低,實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)與預(yù)設(shè)狀態(tài)存在較大偏差的問題。為解決上述問題,本文將從同步磁阻電機(jī)的設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)優(yōu)化和控制三個(gè)方面對其進(jìn)行研究。首先,本文通過遺傳算法確定電機(jī)的主要結(jié)構(gòu)尺寸的大小。計(jì)算不同極槽配合下電機(jī)的主要尺寸大小和定子繞組參數(shù),然后在遺傳算法的計(jì)算結(jié)果的基礎(chǔ)上,對不同極槽配合下的電機(jī)模型分別進(jìn)行有限元建模,采用解析計(jì)算和有限元計(jì)算相結(jié)合的方法,分析了電機(jī)的磁路結(jié)構(gòu)對電機(jī)性能的影響。通過遺傳算法計(jì)算、解析計(jì)算和有限元計(jì)算相結(jié)合的方法,本文避免了有限元計(jì)算重復(fù)建模的問題,極大地減小了同步磁阻電機(jī)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)成本。此外,本章利用有限元法計(jì)算了電機(jī)在不同磁障層數(shù)、不同的磁障裂比系數(shù)和不同... 

【文章來源】：山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：89 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１第一代同步磁阻電機(jī)模型??

山東大學(xué)碩士學(xué)位論文??１．２同步磁阻電機(jī)的發(fā)展??早在２０世紀(jì)２０年代，有關(guān)同步磁阻電機(jī)的相關(guān)理論已經(jīng)被提出。早期的同??步磁阻電機(jī)采用一個(gè)與異步電機(jī)相類似的電機(jī)定子和一個(gè)無繞組凸極轉(zhuǎn)子，通過??在轉(zhuǎn)子軛上增加幾道氣隙，來增加電機(jī)的交軸磁阻，從而增大交直軸電感的差值，??進(jìn)而增大磁阻轉(zhuǎn)矩問。第一代同步磁阻電機(jī)的模型如圖１－１所示。這一類同步磁??阻電機(jī)通常還會(huì)在轉(zhuǎn)子上增加鼠籠條來產(chǎn)生異步起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。但在電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，??這一類電機(jī)的轉(zhuǎn)矩存在巨大波動(dòng)，電機(jī)很容易振蕩，難以正常運(yùn)行。??圖１－１第一代同步磁阻電機(jī)模型??到６０年代初，有學(xué)者提出了第二代同步磁阻電機(jī)，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖１－２??所示［６］。該類同步磁阻電機(jī)采用了塊狀轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)來增大電機(jī)的交直軸電感的差值，??達(dá)到增大磁阻轉(zhuǎn)矩的目的。相較于第一代同步磁阻電機(jī)，這類電機(jī)沒有轉(zhuǎn)子鼠籠??條，有效的減少了轉(zhuǎn)子震蕩，降低了轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。但是，電機(jī)的轉(zhuǎn)矩密度也隨之減??小，且定子側(cè)需要極大的電流來進(jìn)行勵(lì)磁，導(dǎo)致電機(jī)的有功功率小，故第二代同??步磁阻電機(jī)的功率因數(shù)和運(yùn)行效率都偏低。??＿??圖１－２第二代同步磁阻電機(jī)模型??２??

山東大學(xué)碩士學(xué)位論文??■??圖１－４永磁輔助同步磁阻電機(jī)??第四代同步磁阻電機(jī)具有如下三個(gè)特點(diǎn)：??（１）電機(jī)的直軸磁力線通過整個(gè)轉(zhuǎn)子表面，所以電機(jī)的直軸電感極大；??（２）電機(jī)的交軸磁力線通過所有轉(zhuǎn)子磁障和永磁體，所以電機(jī)的交軸電感極��；??（３）永磁材料在疊片之間，其磁力線與直軸相互作用之后會(huì)產(chǎn)生一個(gè)正向的轉(zhuǎn)??矩。??１．３同步磁阻電機(jī)的研究現(xiàn)狀??１．３．１國內(nèi)外同步磁阻電機(jī)設(shè)計(jì)的研究現(xiàn)狀??早在２０世紀(jì)２０年代，就有學(xué)者提出了磁阻電機(jī)的概念［８］。許多國外的專家??和學(xué)者都對磁阻電機(jī)的性能、結(jié)構(gòu)以及控制方法進(jìn)行了比較深入的研究。早期的??同步磁阻電機(jī)受制造工藝和材料的限制，往往凸極率和功率因數(shù)都偏低。隨著新??材料性能的提高和機(jī)械加工技術(shù)的進(jìn)步，特別是電力電子技術(shù)發(fā)展引起的電機(jī)驅(qū)??動(dòng)技術(shù)的發(fā)展，使得同步磁阻電機(jī)得到了快速的發(fā)展。１９９１年美國威斯康辛大??學(xué)的Ｔ．Ａ．Ｌｉｐｏ教授發(fā)表文章［９］，提出同步磁阻電機(jī)在交流調(diào)速驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中取代異??步電機(jī)的可能性問題，引起了廣大科研工作者的關(guān)注。在１９９２年ｆｆｉＥＥＩＡＳ年會(huì)??介紹討論永磁同步電機(jī)的基本理論和應(yīng)用之后，各個(gè)國家的從業(yè)人員對永磁同步??電機(jī)展開了?一系列的工作，在同步磁阻電機(jī)的設(shè)計(jì)和控制等相關(guān)理論上取得了巨??大的突破。１９９５年ＧＭ公司與美國俄亥俄州立大學(xué)合作編制了一套用于研宄同??步磁阻電機(jī)的ＣＡＤ軟件包，極大地簡化了同步磁阻電機(jī)的計(jì)算過程，提高了相??關(guān)設(shè)計(jì)人員的效率，對同步磁阻電機(jī)的設(shè)計(jì)起到了巨大的推進(jìn)作用。??４??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
[1]同步磁阻電機(jī)性能分析與結(jié)構(gòu)優(yōu)化[D]. 蔡順.浙江大學(xué) 2017
[2]新型同步磁阻電機(jī)的設(shè)計(jì)及運(yùn)行特性分析[D]. 張志耿.福州大學(xué) 2016
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本文編號(hào)：3279497