相比于有鐵心軸向磁通永磁同步電機（Axial flux permanent magnet synchronous motor,AFPMSM）,無鐵心AFPMSM以其齒槽轉(zhuǎn)矩小、過載能力強、效率高等特點,使其適用于軸向空間有限,同時對功率密度或轉(zhuǎn)矩密度要求較高的應(yīng)用場合。而定子無鐵心結(jié)構(gòu)也帶來一些問題:一方面增加了電機等效氣隙長度,使得氣隙磁密降低,需要對轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)進行合理設(shè)計;另一方面,由于磁場直接作用于繞組,渦流損耗是該類電機主要損耗之一,準確計算并抑制無鐵心AFPMSM繞組渦流損耗是該類電機設(shè)計的關(guān)鍵。根據(jù)無鐵心AFPMSM的特點,本文基于采用輪轂電機驅(qū)動技術(shù)的特種車輛應(yīng)用背景,對該類電機的電磁設(shè)計、繞組渦流損耗特性和計算方法展開研究,主要研究內(nèi)容包括以下幾個方面:首先,研究無鐵心AFPMSM定轉(zhuǎn)子盤數(shù)、定轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)和極槽配合的選取對該類電機性能的影響,選用了兩定子三轉(zhuǎn)子的多盤結(jié)構(gòu)作為研究對象。研究繞組排布方式對內(nèi)徑嵌線的影響,從空間利用角度給出利茲線參數(shù)選取的一般方法,給出無鐵心AFPMSM電磁設(shè)計的一般原則,結(jié)合輪轂電機的應(yīng)用需求設(shè)計無鐵心AFPMSM的基本電磁方案。其次,為滿足電... 

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

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

不同定轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)AFPMSM

哈爾濱工業(yè)大學工程碩士學位論文-3-如圖1-2所示。最高功率為25kW、峰值轉(zhuǎn)矩為500N·m、最高轉(zhuǎn)速為1200rpm。該方案采用增加磁楔方法有效地改善了表貼式AFPMSM電感小，弱磁性能較差的問題。樣機應(yīng)用于通用汽車S10驅(qū)動系統(tǒng)中的實驗結(jié)果表明，車輛在中高速低轉(zhuǎn)矩時，平均效率可達85%[10]。圖1-2直驅(qū)式輪轂電機實物圖文獻[11]中對一臺牽引應(yīng)用的兩相波形繞組無鐵心AFPMSM進行了研究。由于無鐵心電機弱磁能力較差，通過改變兩定子盤相對位置的方式來提高無鐵心電機恒功率運行下的擴速范圍，如圖1-3a)所示，定子盤的旋轉(zhuǎn)角用βm表示。從圖1-3b)可以看出：當電機高于額定轉(zhuǎn)速運行時，通過調(diào)整旋轉(zhuǎn)角βm，能夠減小等效磁鏈以保持恒功率運行，從而提高該類電機的高速運行性能，但這種方式需要對定子盤進行特殊的結(jié)構(gòu)設(shè)計。a)定子盤旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)b)無鐵心電機特性圖1-3波形繞組無鐵心電機定子結(jié)構(gòu)與電機特性美國肯塔基大學NargesTaran等人基于商用NGMSC-M150型太陽能汽車，提出了采用兩輪多盤無鐵心AFPMSM驅(qū)動代替單輪有鐵心AFPMSM驅(qū)動的方

哈爾濱工業(yè)大學工程碩士學位論文-3-如圖1-2所示。最高功率為25kW、峰值轉(zhuǎn)矩為500N·m、最高轉(zhuǎn)速為1200rpm。該方案采用增加磁楔方法有效地改善了表貼式AFPMSM電感小，弱磁性能較差的問題。樣機應(yīng)用于通用汽車S10驅(qū)動系統(tǒng)中的實驗結(jié)果表明，車輛在中高速低轉(zhuǎn)矩時，平均效率可達85%[10]。圖1-2直驅(qū)式輪轂電機實物圖文獻[11]中對一臺牽引應(yīng)用的兩相波形繞組無鐵心AFPMSM進行了研究。由于無鐵心電機弱磁能力較差，通過改變兩定子盤相對位置的方式來提高無鐵心電機恒功率運行下的擴速范圍，如圖1-3a)所示，定子盤的旋轉(zhuǎn)角用βm表示。從圖1-3b)可以看出：當電機高于額定轉(zhuǎn)速運行時，通過調(diào)整旋轉(zhuǎn)角βm，能夠減小等效磁鏈以保持恒功率運行，從而提高該類電機的高速運行性能，但這種方式需要對定子盤進行特殊的結(jié)構(gòu)設(shè)計。a)定子盤旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)b)無鐵心電機特性圖1-3波形繞組無鐵心電機定子結(jié)構(gòu)與電機特性美國肯塔基大學NargesTaran等人基于商用NGMSC-M150型太陽能汽車，提出了采用兩輪多盤無鐵心AFPMSM驅(qū)動代替單輪有鐵心AFPMSM驅(qū)動的方

【參考文獻】：
期刊論文
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[9]考慮鄰近效應(yīng)的高速永磁無刷電機交流損耗[J]. 鄒繼斌,江善林,梁維燕.  電機與控制學報. 2010(05)
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博士論文
[1]新型軸向磁場定子無鐵心永磁電機關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 耿偉偉.南京航空航天大學 2018

碩士論文
[1]新型外轉(zhuǎn)子Halbach陣列無鐵心永磁直驅(qū)風力發(fā)電機設(shè)計分析[D]. 夏莉.上海電機學院 2018
[2]輪轂盤式無鐵心永磁同步電機永磁體設(shè)計與優(yōu)化[D]. 張茹.河北工業(yè)大學 2015
[3]一種新型無鐵芯電樞盤式電機的設(shè)計與分析[D]. 王小雷.中國艦船研究院 2012
[4]輪轂多盤式無鐵心永磁同步電動機的設(shè)計與分析[D]. 肖開鑾.天津大學 2009



本文編號：3472795