永磁電機憑借高效、可靠的特點,應(yīng)用范圍越來越廣,與此同時對其設(shè)計、優(yōu)化、研究方法的要求也不斷提高。準確計算永磁電機的磁場分布是進行后續(xù)研究的關(guān)鍵。電機磁場的計算方法分為數(shù)值法和解析法等。永磁電機磁場解析計算方法在近年來備受關(guān)注,其優(yōu)點是建模速度快、物理意義清晰明確。本文圍繞永磁電機磁場解析計算方法這一主題,研究了子空間解析法,并提出一種混合解析法。對于子空間解析法,分別建立了內(nèi)轉(zhuǎn)子表貼式永磁電機和外轉(zhuǎn)子聚磁型游標永磁電機的子空間解析模型。從矢量磁位的泛定方程出發(fā),推導(dǎo)了各子空間內(nèi)復(fù)數(shù)傅里葉級數(shù)形式的通解。通過算例電機計算了氣隙磁密和相關(guān)電磁性能,并用有限元法和樣機實驗進行驗證。研究了利用電機結(jié)構(gòu)對稱性和諧波預(yù)測技術(shù)減少子空間法的計算量,提高計算效率。針對子空間解析法的一些限制,提出一種基于子空間法和磁網(wǎng)絡(luò)法的混合解析法,對表貼式永磁電機建模計算。根據(jù)是否存在鐵磁媒質(zhì),將電機的求解區(qū)域分為兩部分,分別采用子空間法和磁網(wǎng)絡(luò)法進行建模,利用邊界條件將兩個模型進行耦合。利用該方法對兩臺算例電機建模計算,分別計算了空載和負載氣隙磁密,用有限元法進行驗證,獲得了滿意的結(jié)果。最后,總結(jié)了本文的主要內(nèi)... 

【文章來源】：浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：92 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

永磁游標電機[50]

浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文34圖2.15A電機轉(zhuǎn)矩測量Figure2.15TorquemeasurementofmachineA.圖2.16B電機轉(zhuǎn)矩測量Figure2.16TorquemeasurementofmachineB.為了測量樣機的電磁轉(zhuǎn)矩，采用直流法進行實驗，方法如下。在電機一相接入直流電流，并從另兩相接出，三相繞組的電流分別為I，-I/2，-I/2。用手柄并通過轉(zhuǎn)矩傳感器順時針轉(zhuǎn)動電機轉(zhuǎn)子，記錄最大轉(zhuǎn)矩數(shù)值o1T，逆時針轉(zhuǎn)動電機轉(zhuǎn)子，記錄最大轉(zhuǎn)矩數(shù)值2oT，計算輸出轉(zhuǎn)矩122oooTTT。樣機及實驗裝置如圖2.15和圖2.16所示。實驗中順時針和逆時針轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)子記錄的轉(zhuǎn)矩數(shù)值符號相反，兩者的轉(zhuǎn)子位置相差180°電角度，兩者的同步轉(zhuǎn)矩數(shù)值互為相反數(shù)。磁阻轉(zhuǎn)矩的變化周期為一個永磁體的極距，即180°電角度，所以兩次測量時電機的磁阻轉(zhuǎn)矩相等。齒槽轉(zhuǎn)矩的變化周期與極槽配合有關(guān)，一個機械周期內(nèi)變化周期數(shù)為LCM2p,s，LCM為最小公倍數(shù)符號。所以齒槽轉(zhuǎn)矩在180°電角度內(nèi)變化周期數(shù)為LCM2,2psp，是一個整數(shù)。所以兩次測量時電機的齒槽轉(zhuǎn)

浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文34圖2.15A電機轉(zhuǎn)矩測量Figure2.15TorquemeasurementofmachineA.圖2.16B電機轉(zhuǎn)矩測量Figure2.16TorquemeasurementofmachineB.為了測量樣機的電磁轉(zhuǎn)矩，采用直流法進行實驗，方法如下。在電機一相接入直流電流，并從另兩相接出，三相繞組的電流分別為I，-I/2，-I/2。用手柄并通過轉(zhuǎn)矩傳感器順時針轉(zhuǎn)動電機轉(zhuǎn)子，記錄最大轉(zhuǎn)矩數(shù)值o1T，逆時針轉(zhuǎn)動電機轉(zhuǎn)子，記錄最大轉(zhuǎn)矩數(shù)值2oT，計算輸出轉(zhuǎn)矩122oooTTT。樣機及實驗裝置如圖2.15和圖2.16所示。實驗中順時針和逆時針轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)子記錄的轉(zhuǎn)矩數(shù)值符號相反，兩者的轉(zhuǎn)子位置相差180°電角度，兩者的同步轉(zhuǎn)矩數(shù)值互為相反數(shù)。磁阻轉(zhuǎn)矩的變化周期為一個永磁體的極距，即180°電角度，所以兩次測量時電機的磁阻轉(zhuǎn)矩相等。齒槽轉(zhuǎn)矩的變化周期與極槽配合有關(guān)，一個機械周期內(nèi)變化周期數(shù)為LCM2p,s，LCM為最小公倍數(shù)符號。所以齒槽轉(zhuǎn)矩在180°電角度內(nèi)變化周期數(shù)為LCM2,2psp，是一個整數(shù)。所以兩次測量時電機的齒槽轉(zhuǎn)

【參考文獻】：
博士論文
[1]基于電磁場數(shù)值計算的永磁電機性能分析方法研究[D]. 劉瑞芳.東南大學(xué) 2002

碩士論文
[1]高轉(zhuǎn)矩密度游標永磁電機設(shè)計優(yōu)化[D]. 秦曉靜.浙江大學(xué) 2019
[2]基于磁網(wǎng)絡(luò)的永磁同步電機建模及轉(zhuǎn)子損耗分析[D]. 徐志輝.浙江大學(xué) 2016
[3]基于MATLAB的永磁無刷電機磁網(wǎng)絡(luò)分析[D]. 胡佳.浙江大學(xué) 2016



本文編號：3451884