開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)屬于一種旋轉(zhuǎn)式機(jī)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(yùn)輸業(yè)等領(lǐng)域。開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、調(diào)速性能好、易于維護(hù)、成本低等優(yōu)點(diǎn),使得其在小功率電機(jī)的應(yīng)用中具有高度的優(yōu)越性。本文首先介紹了開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的研究背景與意義,并對(duì)開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)與工作原理、機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理、基本方程及其數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析。本文結(jié)合電機(jī)的功率輸出公式,計(jì)算了開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的主要尺寸,并根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和電機(jī)結(jié)構(gòu)計(jì)算其他結(jié)構(gòu)尺寸。電機(jī)每相繞組匝數(shù)計(jì)算結(jié)合了相繞組關(guān)斷時(shí)刻的磁路分析,通過(guò)建立該位置的磁路模型,詳細(xì)計(jì)算了電機(jī)的氣隙磁導(dǎo)和鐵芯磁導(dǎo),結(jié)合計(jì)算機(jī)軟件得到該位置的磁化曲線,通過(guò)與有限元仿真的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,表明該磁路具有較高的準(zhǔn)確性。同時(shí),本文對(duì)電機(jī)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(yàn)證了初始電磁設(shè)計(jì)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(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)矩大,也可以間接表示電機(jī)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(duì)電機(jī)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),并對(duì)田口法的優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行分析,由于田口法只是局部尋優(yōu)的優(yōu)化方法,且開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的高度非線性...

【文章頁(yè)數(shù)】：74 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)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(guó)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(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)基本特性及模型建立
    2.1 開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)基本結(jié)構(gòu)和運(yùn)行原理
        2.1.1 基本結(jié)構(gòu)
        2.1.2 基本原理
    2.2 開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的能量轉(zhuǎn)換原理
    2.3 開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)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(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)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(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)初始電磁設(shè)計(jì)
    3.1 開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的設(shè)計(jì)流程
    3.2 開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的設(shè)計(jì)要求
    3.3 開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)結(jié)構(gòu)尺寸的計(jì)算
        3.3.1 電機(jī)相數(shù)與定、轉(zhuǎn)子極數(shù)的選擇
        3.3.2 開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)主要結(jié)構(gòu)尺寸的計(jì)算
        3.3.3 開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)其他結(jié)構(gòu)尺寸的計(jì)算
    3.4 開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)繞組設(shè)計(jì)
        3.4.1 開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)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(jì)算
        3.4.4 θ_hr位置主磁通的計(jì)算
    3.5 開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)有限元模型建立
    3.6 本章小結(jié)
第四章 開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的優(yōu)化設(shè)計(jì)分析
    4.1 電機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)問(wèn)題
        4.1.1 確定SRM優(yōu)化設(shè)計(jì)中的目標(biāo)函數(shù)
        4.1.2 確定電機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(shí)驗(yàn)因子的水平
        4.2.3 正交實(shí)驗(yàn)和結(jié)果分析
    4.3 遺傳算法優(yōu)化
        4.3.1 二進(jìn)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(jī)實(shí)驗(yàn)
    5.1 樣機(jī)基本特性測(cè)試
        5.1.1 電感特性的測(cè)量
        5.1.2 磁化曲線的測(cè)量
        5.1.3 靜態(tài)轉(zhuǎn)矩的測(cè)量
    5.2 開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)運(yùn)行特性測(cè)試
        5.2.1 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)
        5.2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
    5.3 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果
致謝
附件



本文編號(hào)：3843769