本文選題：雙繞組 + 永磁容錯電機�。� 參考：《大連海事大學(xué)》2014年碩士論文

【摘要】：為解決世界能源危機和環(huán)境污染問題,電力執(zhí)行系統(tǒng)取代液壓執(zhí)行系統(tǒng)是未來航空航天和交通運輸先進產(chǎn)品的發(fā)展趨勢。隨著電力執(zhí)行系統(tǒng)的不斷發(fā)展與完善,電力執(zhí)行器的電機驅(qū)動系統(tǒng)采用具有高可靠性、高容錯能力和高功率密度的永磁容錯電機勢在必行。本文在分析單電機永磁容錯電機控制系統(tǒng)和雙余度永磁容錯電機控制系統(tǒng)優(yōu)缺點的基礎(chǔ)上,提出了一種雙繞組永磁容錯電機拓撲結(jié)構(gòu),使系統(tǒng)具有了可與雙余度永磁容錯電機控制系統(tǒng)相媲美的可靠性,同時降低了雙余度永磁容錯電機的制造成本,提高了系統(tǒng)空間利用率。 首先,論文介紹了電力執(zhí)行系統(tǒng)、容錯技術(shù)、永磁電機的發(fā)展和永磁容錯電機的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,提出了一種雙繞組永磁容錯電機的拓撲結(jié)構(gòu)。其次,研究了雙繞組永磁容錯電機的結(jié)構(gòu)特點和容錯特點,確定了永磁體材料,選擇了合適的電機相數(shù)、槽數(shù)和極對數(shù)。再次,介紹了雙繞組永磁容錯電機電磁參數(shù)的解析計算方法,分析了電磁參量之間的基本關(guān)系,建立了電感高精度解析式,為電機優(yōu)化設(shè)計打下了基礎(chǔ)。然后,根據(jù)設(shè)計要求確定了電機主要尺寸,在有限元軟件Ansoft Maxwell和解析法的基礎(chǔ)上對電機槽口參數(shù)和永磁體離心高度進行了優(yōu)化設(shè)計,并且使用Ansoft Maxwell有限元軟件,從磁力線分布、齒槽轉(zhuǎn)矩、空載反電動勢波形和繞組電感等方面對所設(shè)計的永磁容錯電機進行了仿真驗證。接著,提出了開路和短路故障狀態(tài)下的電機容錯控制策略,并在Simplorer中搭建雙繞組永磁容錯電機控制電路,將Maxwell2D中的電機模型導(dǎo)入Simplorer,進行了聯(lián)合仿真,仿真結(jié)果驗證了雙繞組永磁容錯電機的容錯性和所提出的容錯控制策略的可行性。最后,對加工后的電機進行性能測試,驗證了電機優(yōu)化設(shè)計的正確性。
[Abstract]:In order to solve the problem of world energy crisis and environmental pollution, it is the development trend of advanced products of aerospace and transportation in the future that electric power executive system replaces hydraulic executive system. With the continuous development and perfection of electric power execution system, it is imperative to adopt permanent magnet fault-tolerant motor with high reliability, high fault tolerance and high power density in the motor drive system of electric power actuator. On the basis of analyzing the merits and demerits of the single motor permanent magnet fault-tolerant motor control system and the dual redundant permanent magnet fault-tolerant motor control system, this paper presents a topology structure of the double-winding permanent magnet fault-tolerant motor. The reliability of the system is comparable to that of the dual redundancy permanent magnet fault-tolerant motor control system. At the same time, the manufacturing cost of the dual redundancy permanent magnet fault-tolerant motor is reduced, and the system space utilization ratio is improved. Firstly, the paper introduces the power execution system, fault-tolerant technology, the development of permanent magnet motor and the research status of permanent magnet fault-tolerant motor at home and abroad, and proposes a topology of double-winding permanent magnet fault-tolerant motor. Secondly, the structural and fault-tolerant characteristics of the double-winding permanent magnet fault-tolerant motor are studied. The permanent magnet material is determined and the appropriate phase number, slot number and polar logarithm are selected. Thirdly, the analytical calculation method of electromagnetic parameters of double-winding permanent magnet fault-tolerant motor is introduced, the basic relationship between electromagnetic parameters is analyzed, and the high-precision analytical formula of inductance is established, which lays a foundation for the optimal design of the motor. Then, according to the design requirements, the main dimensions of the motor are determined. Based on the finite element software Ansoft Maxwell and the analytical method, the slot parameters and the centrifugal height of the permanent magnet are optimized, and the magnetic force line distribution is obtained by using the Ansoft Maxwell finite element software. The design of permanent magnet fault-tolerant motor is verified by simulation in the aspects of slot torque, no-load backEMF waveform and winding inductance. Then, the fault tolerant control strategy of motor under open circuit and short circuit fault is proposed, and the dual winding permanent magnet fault-tolerant motor control circuit is built in Simplorer. The motor model in Maxwell 2D is imported into Simplorer, and the simulation is carried out. The simulation results verify the fault tolerance of the double winding permanent magnet fault-tolerant motor and the feasibility of the proposed fault-tolerant control strategy. Finally, the performance of the machined motor is tested to verify the correctness of the optimal design.
【學(xué)位授予單位】：大連海事大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TM351

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本文編號：2112823