雙凸極永磁電機(jī)（Doubly Salient Permanent Magnet Motor,DSPM）有結(jié)構(gòu)簡單、易于維護(hù),調(diào)速范圍廣,功率密度高等優(yōu)勢。因而在工業(yè)生產(chǎn)、航空航天、汽車制造領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。但DSPM處于低速工作狀態(tài)時會產(chǎn)生較大的轉(zhuǎn)矩脈動從而影響電機(jī)運行性能。一方面,由于DSPM屬于雙凸極結(jié)構(gòu),當(dāng)電機(jī)定、轉(zhuǎn)子凸極面相互進(jìn)入重合區(qū)域時,此時電機(jī)氣隙長度瞬間變短,造成邊緣磁場效應(yīng)產(chǎn)生,導(dǎo)致氣隙磁場能量突變,從而使電機(jī)的矩角特性在該階段中產(chǎn)生驟變,使合成轉(zhuǎn)矩輸出波形波動較大;另一方面,在傳統(tǒng)控制策略作用下,DSPM受非線性因素的影響勢必會導(dǎo)致電機(jī)正常穩(wěn)態(tài)運行轉(zhuǎn)矩脈動大。尤其當(dāng)電機(jī)換相時,前一相關(guān)斷后電磁轉(zhuǎn)矩不再產(chǎn)生,而后一相開通未能立刻產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩而造成其波形上下波動。究其兩方面本文提出以下設(shè)計方案:（1）針對DSPM定、轉(zhuǎn)子凸極結(jié)構(gòu)周期性重合產(chǎn)生的邊緣磁通效應(yīng)導(dǎo)致的電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動問題,提出改變轉(zhuǎn)子極弧寬度和定子氣隙側(cè)齒極面結(jié)構(gòu)的方法,通過優(yōu)化結(jié)構(gòu)參數(shù)并分析電機(jī)定轉(zhuǎn)子重合齒極邊緣的電機(jī)氣隙磁密的分布,闡明削弱DSPM轉(zhuǎn)矩脈動方案的可行性。（2）采用定子齒兩側(cè)楔形沖槽的方法來改善電機(jī)... 

【文章來源】：上海電機(jī)學(xué)院上海市

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-1雙凸極永磁電機(jī)示意圖

上海電機(jī)學(xué)院碩士學(xué)位論文-3-銅耗減小，使得DSPM能夠投入實際生產(chǎn)環(huán)節(jié)。類比SRM，有學(xué)者針對不同極、相數(shù)配合的DSPM。有學(xué)者提出一種單相雙凸極結(jié)構(gòu)的永磁式電機(jī)，如圖1-2所示，該電機(jī)在其中一對極下磁密增強(qiáng)，在另一對極下的磁密會削弱。其中定子齒采用與轉(zhuǎn)子形成階梯式氣隙有利用單相電機(jī)可靠自啟動并能實現(xiàn)雙向轉(zhuǎn)動，但也會造成電機(jī)氣隙不均勻，增加氣隙磁導(dǎo)及漏磁通[10]。圖1-2單相雙凸極永磁電機(jī)示意圖Fig.1-2DiagramofSingle-phaseDoubleSalientPermanentMagnetMotor1.2.2國內(nèi)發(fā)展概況對DSPM的研究工作國內(nèi)主要研究高校有山東大學(xué)，南京航空航天大學(xué)等，他們針對DSPM的研究獲得了一系列的突破，孟小利等人針對DSPM的發(fā)展?fàn)顩r和研究現(xiàn)狀，深入探討電機(jī)模型構(gòu)建、控制策略及分析方法，通過研究DSPM與其他感應(yīng)式電機(jī)在設(shè)計與控制方面的異同，進(jìn)一步闡明電機(jī)具有的特質(zhì)和應(yīng)用領(lǐng)域[11]。詹瓊?cè)A等人提出一種具有階梯氣隙的單相DSPM，實驗證明電機(jī)能夠可靠啟動，實現(xiàn)雙向轉(zhuǎn)動，銅耗降低，損耗分布更合理，可用于要求調(diào)速性能好的場合[12-13]。相蓉、周波等就DSPM定、轉(zhuǎn)子特殊結(jié)構(gòu)及激勵方式帶來電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩不穩(wěn)定性和換相轉(zhuǎn)矩波動問題。針對該問題學(xué)者首先研究電機(jī)穩(wěn)定運行時轉(zhuǎn)矩漣波形成原因，提出通過控制參數(shù)修正、控制脈沖類型及電機(jī)勵磁電流大小與相位等方法來優(yōu)化DSPM轉(zhuǎn)矩特性，從而修正電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動率[14]。其中程明教授在DSPM研究上做出大量貢獻(xiàn):1)首先闡明DSPM的基本工作原理和控制過程，建立8/6極DSPM仿真模型后分析其工作性能。然后在保證電機(jī)的基本幾何外形的基礎(chǔ)上，將8/6極電機(jī)與6/4極電機(jī)進(jìn)行比較，得到前者的調(diào)速性能更好和轉(zhuǎn)矩脈動率更低[15-16]；2)闡述了電機(jī)分裂繞組的定義。就傳統(tǒng)永磁電機(jī)繞組一旦成型，其電機(jī)磁場無

?�？刂苼磉x擇合適的相電壓，以便為每個相產(chǎn)生預(yù)先定義的參考轉(zhuǎn)矩。文中通過仿真分析不同滑模函數(shù)選擇下電機(jī)的性能，說明選擇合適的誤差函數(shù)導(dǎo)數(shù)可以有效地消除轉(zhuǎn)矩脈動。文獻(xiàn)[29]本文針對SRM提出了一種基于滑模變結(jié)構(gòu)法的轉(zhuǎn)矩脈動最小化方法，先通過控制器并依據(jù)轉(zhuǎn)速誤差得到電機(jī)總參考轉(zhuǎn)矩獲得期望轉(zhuǎn)矩。通過轉(zhuǎn)矩分配函數(shù)，計算出期望相轉(zhuǎn)矩與實際電磁轉(zhuǎn)矩之間的偏差，然后經(jīng)PI調(diào)節(jié)器得到期望電流，最后在電流滯環(huán)控制下，實際相電流可以精確地跟蹤期望相電流。仿真結(jié)果表明，電機(jī)低速、高速運行時轉(zhuǎn)矩脈動系數(shù)均降低。圖1-3DSPM變結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)Fig1-3VariableStructureControlSystemforDSPM(3)轉(zhuǎn)矩分配策略轉(zhuǎn)矩分配策略的原理是依據(jù)轉(zhuǎn)矩分配函數(shù)(TorqueSharingFunction,TSF)與電機(jī)相電流相互合理分配得到與之匹配的轉(zhuǎn)矩分量，同時保持每相轉(zhuǎn)矩總和為定值。

【參考文獻(xiàn)】：
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