交通電氣化已經進入高速發(fā)展階段,對電機系統(tǒng)的輕量化、安全性和效率提出了更高要求。傳統(tǒng)永磁電機具有高效高功率密度的優(yōu)點,但磁通難以調節(jié),存在弱磁調速困難和故障滅磁困難等難題。電勵磁同步電機控制簡單,可以通過控制勵磁電流的大小改變氣隙磁場,實現(xiàn)電機調速的目的,但功率密度和效率較低�；旌蟿畲磐诫姍C可以綜合永磁電機和電勵磁同步電機的優(yōu)點,具有相對較好的電磁性能和弱磁調速能力。但是,傳統(tǒng)的混合勵磁同步電機在設計中往往采用轉子凸極中心對稱放置的永磁體結構,使得電機的勵磁轉矩和磁阻轉矩的最大值在不同的電流相位角處疊加,導致轉矩成分不能被充分利用�；诖�,本文通過充分分析傳統(tǒng)電勵磁同步電機和傳統(tǒng)混合勵磁同步電機的結構特點和轉矩特性,以勵磁轉矩和磁阻轉矩能夠在相同電流相位角處達到最大值為目標,提出一種具有非對稱轉子結構的新型混合勵磁同步電機,不僅提升了電磁轉矩,而且降低轉矩脈動。具體研究工作如下:（1）為突出新型混合勵磁同步電機的優(yōu)點,本文采用定量對比研究方法,在電勵磁同步電機設計的基礎上,設計了傳統(tǒng)混合勵磁同步電機和新型混合勵磁同步電機。通過有限元方法,對三種電機模型的轉矩特性進行了分析,驗證了提出... 

【文章頁數(shù)】：98 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景和意義
    1.2 混合勵磁電機及其控制系統(tǒng)研究現(xiàn)狀
        1.2.1 混合勵磁電機
        1.2.2 混合勵磁電機的控制策略
    1.3 本文主要研究內容
第2章 新型混合勵磁同步電機的拓撲結構與原理
    2.1 引言
    2.2 傳統(tǒng)電機分析
        2.2.1 電勵磁同步電機分析
        2.2.2 傳統(tǒng)混合勵磁同步電機分析
    2.3 新型混合勵磁同步電機
        2.3.1 新型混合勵磁同步電機的基本結構
        2.3.2 新型混合勵磁同步電機的磁路特點及工作原理
        2.3.3 新型混合勵磁同步電機的數(shù)學模型
    2.4 有限元分析結果
        2.4.1 磁通密度分布和反電動勢
        2.4.2 轉矩特性對比
    2.5 本章小結
第3章 新型混合勵磁同步電機的結構優(yōu)化
    3.1 引言
    3.2 極槽配合優(yōu)化
        3.2.1 不同極槽配合的電機模型
        3.2.2 轉矩特性分析
        3.2.3 空載反電動勢分析
        3.2.4 電磁轉矩及轉矩脈動分析
    3.3 轉子優(yōu)化
        3.3.1 勵磁繞組優(yōu)化
        3.3.2 轉子形狀優(yōu)化
    3.4 永磁體定位及尺寸優(yōu)化
        3.4.1 永磁體定位優(yōu)化
        3.4.2 永磁體尺寸優(yōu)化
    3.5 優(yōu)化前后性能對比
        3.5.1 優(yōu)化后的電機參數(shù)
        3.5.2 空載特性對比
        3.5.3 轉矩及轉矩特性對比
    3.6 本章小結
第4章 新型混合勵磁同步電機性能分析
    4.1 引言
    4.2 磁通密度和磁場分布
        4.2.1 永磁體、電勵磁單獨作用下的磁通密度分析
        4.2.2 不同工況下的磁通密度分析
        4.2.3 氣隙磁密分析
    4.3 調速特性
        4.3.1 控制策略
        4.3.2 勵磁電流弱磁調速
    4.4 電機損耗
        4.4.1 鐵損的計算方法
        4.4.2 定轉子鐵損的頻率特征
        4.4.3 電機銅耗的分析
    4.5 退磁分析
    4.6 本章小結
第5章 新型混合勵磁同步電機的電磁振動特性分析
    5.1 引言
    5.2 研究方法
    5.3 電磁力分析
        5.3.1 空載時徑向電磁力波分析
        5.3.2 負載時徑向電磁力波分析
        5.3.3 不同工況下徑向電磁力空間階數(shù)
        5.3.4 不同工況下徑向電磁力時間頻率
    5.4 模態(tài)分析
        5.4.1 電機模態(tài)分析原理
        5.4.2 建立定子模型
        5.4.3 模態(tài)分析結果
    5.5 電機振動
    5.6 本章小結
第6章 總結與展望
    6.1 全文總結
    6.2 課題展望
參考文獻
致謝
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【參考文獻】：
期刊論文
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[3]汽車混合勵磁發(fā)電機的開發(fā)[J]. 張學義,杜欽君,馬世倫,徐進彬,耿慧慧.  汽車工程. 2017(07)
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博士論文
[1]新型混合勵磁同步電機特性研究[D]. 張卓然.南京航空航天大學 2009



本文編號：3697138