開關(guān)磁阻電機屬于一種旋轉(zhuǎn)式機電能量轉(zhuǎn)換裝置,逐漸應(yīng)用于家電行業(yè)、航天航空、交通運輸業(yè)等領(lǐng)域。開關(guān)磁阻電機具有結(jié)構(gòu)簡單、調(diào)速性能好、易于維護、成本低等優(yōu)點,使得其在小功率電機的應(yīng)用中具有高度的優(yōu)越性。本文首先介紹了開關(guān)磁阻電機的研究背景與意義,并對開關(guān)磁阻電機的基本結(jié)構(gòu)與工作原理、機電能量轉(zhuǎn)換原理、基本方程及其數(shù)學(xué)模型進行了簡要分析。本文結(jié)合電機的功率輸出公式,計算了開關(guān)磁阻電機的主要尺寸,并根據(jù)經(jīng)驗和電機結(jié)構(gòu)計算其他結(jié)構(gòu)尺寸。電機每相繞組匝數(shù)計算結(jié)合了相繞組關(guān)斷時刻的磁路分析,通過建立該位置的磁路模型,詳細計算了電機的氣隙磁導(dǎo)和鐵芯磁導(dǎo),結(jié)合計算機軟件得到該位置的磁化曲線,通過與有限元仿真的結(jié)果進行對比,表明該磁路具有較高的準(zhǔn)確性。同時,本文對電機的初始結(jié)構(gòu)尺寸和繞組參數(shù)建立有限元仿真模型,并且仿真結(jié)果驗證了初始電磁設(shè)計的有效性。本文以轉(zhuǎn)矩電流比作為優(yōu)化目標(biāo),此優(yōu)化目標(biāo)越大,表示單位電流對應(yīng)的轉(zhuǎn)矩大,也可以間接表示電機效率越高,以部分結(jié)構(gòu)參數(shù)和繞組參數(shù)作為優(yōu)化變量。首先用田口法對電機進行優(yōu)化設(shè)計,并對田口法的優(yōu)化結(jié)果進行分析,由于田口法只是局部尋優(yōu)的優(yōu)化方法,且開關(guān)磁阻電機的高度非線性...

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景和意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 本文主要內(nèi)容和章節(jié)安排
第二章 開關(guān)磁阻電機基本特性及模型建立
    2.1 開關(guān)磁阻電機基本結(jié)構(gòu)和運行原理
        2.1.1 基本結(jié)構(gòu)
        2.1.2 基本原理
    2.2 開關(guān)磁阻電機的能量轉(zhuǎn)換原理
    2.3 開關(guān)磁阻電機基本方程式
        2.3.1 電壓平衡方程
        2.3.2 轉(zhuǎn)矩平衡方程
    2.4 開關(guān)磁阻電機的數(shù)學(xué)模型
        2.4.1 線性模型繞組電感曲線分析
        2.4.2 線性模型繞組磁鏈曲線分析
        2.4.3 線性模型繞組電流曲線分析
        2.4.4 線性模型繞組電磁轉(zhuǎn)矩分析
    2.5 本章小結(jié)
第三章 開關(guān)磁阻電機初始電磁設(shè)計
    3.1 開關(guān)磁阻電機的設(shè)計流程
    3.2 開關(guān)磁阻電機的設(shè)計要求
    3.3 開關(guān)磁阻電機結(jié)構(gòu)尺寸的計算
        3.3.1 電機相數(shù)與定、轉(zhuǎn)子極數(shù)的選擇
        3.3.2 開關(guān)磁阻電機主要結(jié)構(gòu)尺寸的計算
        3.3.3 開關(guān)磁阻電機其他結(jié)構(gòu)尺寸的計算
    3.4 開關(guān)磁阻電機繞組設(shè)計
        3.4.1 開關(guān)磁阻電機磁路模型
        3.4.2 磁路邊界劃分
        3.4.3 θ_hr位置氣隙磁導(dǎo)的計算
        3.4.4 θ_hr位置主磁通的計算
    3.5 開關(guān)磁阻電機有限元模型建立
    3.6 本章小結(jié)
第四章 開關(guān)磁阻電機的優(yōu)化設(shè)計分析
    4.1 電機優(yōu)化設(shè)計問題
        4.1.1 確定SRM優(yōu)化設(shè)計中的目標(biāo)函數(shù)
        4.1.2 確定電機結(jié)構(gòu)設(shè)計中的待優(yōu)化變量
        4.1.3 約束條件的設(shè)置
    4.2 田口法優(yōu)化
        4.2.1 田口法優(yōu)化步驟
        4.2.2 實驗因子的水平
        4.2.3 正交實驗和結(jié)果分析
    4.3 遺傳算法優(yōu)化
        4.3.1 二進制編碼
        4.3.2 種群初始化
        4.3.3 適應(yīng)度函數(shù)
        4.3.4 遺傳操作——選擇
        4.3.5 遺傳操作——交叉
        4.3.6 遺傳操作——變異
        4.3.7 遺傳算法優(yōu)化結(jié)果
    4.4 本章小結(jié)
第五章 樣機實驗
    5.1 樣機基本特性測試
        5.1.1 電感特性的測量
        5.1.2 磁化曲線的測量
        5.1.3 靜態(tài)轉(zhuǎn)矩的測量
    5.2 開關(guān)磁阻電機運行特性測試
        5.2.1 實驗平臺
        5.2.2 實驗結(jié)果及分析
    5.3 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果
致謝
附件



本文編號：3843769