發(fā)布時(shí)間：2021-08-17 07:10

　　近極槽永磁同步電機(jī)應(yīng)用范圍廣泛,且性能優(yōu)異,主要表現(xiàn)為:功率密度大,動(dòng)態(tài)響應(yīng)快,運(yùn)行效率高。但存在齒頂漏磁嚴(yán)重的問題,本文提出通過定子齒頂削角來削弱其齒頂漏磁,并研究了定子齒頂削角對(duì)電機(jī)定子鐵芯鐵耗的影響;推導(dǎo)了定子齒頂削角后電機(jī)空載徑向氣隙磁密和齒槽轉(zhuǎn)矩的解析表達(dá)式。同時(shí),本文還對(duì)霍爾位置傳感器的轉(zhuǎn)速估算問題進(jìn)行了詳細(xì)的研究。首先,針對(duì)本文所研究的近極槽永磁同步電機(jī)齒頂漏磁嚴(yán)重的問題,提出通過定子齒頂削角削弱齒頂漏磁的方法,進(jìn)而分析了定子齒頂削角減小齒頂漏磁的原理,并推導(dǎo)了定子齒頂削角后齒頂漏磁通的解析表達(dá)式,其計(jì)算結(jié)果與有限元軟件計(jì)算結(jié)果吻合較好,證明本文所構(gòu)建的定子齒頂削角后齒頂漏磁解析表達(dá)式是正確的;以此為基礎(chǔ),分析了定子齒頂削角對(duì)電機(jī)定子鐵芯各部位磁場交變磁化的影響,該措施有效抑制定子鐵芯損耗,有助于電機(jī)性能的提升。其次,定子齒頂削角對(duì)電機(jī)性能產(chǎn)生一定影響,為研究定子齒頂削角對(duì)電機(jī)性能的影響,本文構(gòu)建了定子齒頂削角后的氣隙相對(duì)比磁導(dǎo)函數(shù),它反映了定子齒頂削角對(duì)氣隙磁密的影響,以此結(jié)合定子光滑時(shí)的徑向氣隙磁密解析計(jì)算表達(dá)式,推導(dǎo)了定子齒頂削角后的空載徑向氣隙磁密表達(dá)式;推導(dǎo)了定... 

【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)】：78 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖２－２?４８極５４槽外轉(zhuǎn)子永磁同步電機(jī)磁路圖??

?山東大學(xué)碩士學(xué)位論文???繞組?定子齒??ＪＵＬｆＵｐｉｍＬ??永磁體ｉ?氣隙??—￣１?ｒｒ￣ｉＴ＿ｊｊ?爸?Ｉ?廠??（ａ）??Ｓ組?星子齒?＾組?定ｆ齒??ｊＭＬＪ＾ｆＪＳｔ＾ＰＩｌｉＪＥｌＪＵ?ＵＭＪｆｊＨＬＪａｌｉＪｓｌＪＥＬ??永磁體Ｓ?｜?—?dú)庀?永磁體ｉ?，，?—?dú)庀??￣￣ｌ?ｒ＾：＿ｇ￣Ｅ３ＪＺ＾?ｐ３＿ＥＥｙＥＥＬＩ??（ｂ）?（ｃ）??圖２－１齒頂漏磁示意圖??當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，電機(jī)的齒頂漏磁通是隨時(shí)間變化的函數(shù)，不同時(shí)刻每個(gè)齒對(duì)??應(yīng)的齒頂漏磁各不相同，但齒頂漏磁具有一定的規(guī)律性。圖２－２是通過有限元軟??件仿真的一臺(tái)４８極５４槽表貼式外轉(zhuǎn)子永磁電機(jī)的磁場分布圖，從圖中可以直觀??地看出近極槽表貼式永磁電機(jī)含有豐富的齒頂漏磁，且齒頂漏磁具有一定的規(guī)律??可循，為總結(jié)其規(guī)律，首先明確單元電機(jī)概念：對(duì)于槽數(shù)為Ｚ，極對(duì)數(shù)為Ｐ的電??機(jī)，兩者最大公約數(shù)為ｙ＝ＧＣＤ（Ｚ，Ｐ），則單元電機(jī)的槽數(shù)為辦，極對(duì)數(shù)為Ｐ／：ｖ；??例如４８極５４槽電機(jī)，最大公約數(shù)為６，則單元電機(jī)槽數(shù)為９，極對(duì)數(shù)為４。齒??頂漏磁規(guī)律總結(jié)如下：在同一時(shí)刻，每個(gè)單元電機(jī)中對(duì)應(yīng)齒的齒頂漏磁分布的變??化情況是相同的，如圖２－２中齒１的齒頂漏磁情況和齒１０相同，齒２和齒１１相??同，為方便分析，本章只研究一個(gè)單元電機(jī)內(nèi)的齒頂漏磁情況，整個(gè)電機(jī)的齒頂??漏磁可以據(jù)此推導(dǎo)。????圖２－２?４８極５４槽外轉(zhuǎn)子永磁同步電機(jī)磁路圖??７??

?山東大學(xué)碩士學(xué)位論文???２．１．２近極槽電機(jī)齒頂漏磁的抑制??近極槽電機(jī)不可避免的產(chǎn)生較高的齒頂漏磁，因此減少近極槽永磁電機(jī)的齒??頂漏磁可以提高永磁體的利用率。目前，鮮有文獻(xiàn)關(guān)注如何減少近極槽永磁電機(jī)??的齒頂漏磁。由上述分析可知，齒頂漏磁經(jīng)過定子齒頂形成閉合回路，因此可通??過增大齒頂漏磁磁路的磁阻來減少齒頂漏磁［４５］，可以采取的方法有改變槽口寬??度，優(yōu)化齒頂形狀等。??本章通過對(duì)定子齒頂進(jìn)行削角，使齒頂漏磁磁路的磁阻增大，從而減少齒頂??漏磁，削角模型如圖２－３所示。圖中削角寬度為ｗｏ，削角角度為《，削角面積為??＆〇??齒?齒??／／／／／＾／／／／?Ａ?．?＾?／／／?／ｍｗ／／／，??ｑ軸???＞０３???圖２－３定子齒頂削角模型圖??２．２單齒齒頂漏磁分析??在近極槽永磁電機(jī)中，當(dāng)氣隙均勻時(shí)，單齒齒頂漏磁的解析表達(dá)式在文獻(xiàn)［４６］??進(jìn)行了詳細(xì)的推導(dǎo)，但齒頂削角后的齒頂漏磁解析表達(dá)式鮮有文獻(xiàn)對(duì)其分析，本??文以此結(jié)構(gòu)模型推導(dǎo)了齒頂削角后的齒頂漏磁解析計(jì)算表達(dá)式。??２．２．１未削角齒頂漏磁分析??為方便分析齒頂漏磁，作如下假設(shè)：??（１）定子、轉(zhuǎn)子鐵芯磁導(dǎo)率為無窮大；??Ｐ）齒寬與槽口寬度的和的一半大于兩個(gè)相鄰永磁體之間的距離；??（３）忽略電機(jī)氣隙磁場的端部效應(yīng)。??對(duì)于假設(shè)（２），利用圖２＿４的齒頂漏磁計(jì)算模型進(jìn)行說明，ｗｆ是兩個(gè)永磁體之??間的距離，／〇是定子齒頂寬度，則假設(shè)（２）的數(shù)學(xué)表達(dá)式為??（２－１）??２??８??

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