【摘要】：在能源危機(jī)、資源緊缺的背景下,高效、節(jié)能且調(diào)磁性能好的新型電機(jī)研發(fā)受到了越來越多國內(nèi)外學(xué)者的重視。本文研究一種新型單定子-雙轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的雙轉(zhuǎn)子電機(jī),其具有功率密度高、結(jié)構(gòu)緊湊、鐵心利用率高、繞組端部短等優(yōu)點(diǎn),可應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電、航空電源、水下航行器等領(lǐng)域。本文深入研究了雙轉(zhuǎn)子永磁電機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和運(yùn)行原理,并在此基礎(chǔ)上設(shè)計了同向旋轉(zhuǎn)雙轉(zhuǎn)子永磁電機(jī)和異向旋轉(zhuǎn)雙轉(zhuǎn)子永磁電機(jī)繞組連接方式,給出了對于雙轉(zhuǎn)子電機(jī)的等效分析法。針對雙轉(zhuǎn)子永磁電機(jī)氣隙磁通分布復(fù)雜,轉(zhuǎn)矩波動嚴(yán)重的情況,將雙轉(zhuǎn)子永磁電機(jī)永磁體分塊,并對內(nèi)、外磁體進(jìn)行反序Halbach排列。使其外側(cè)Halbach磁體可以增強(qiáng)外轉(zhuǎn)子內(nèi)側(cè)磁密,減弱外側(cè)磁密;內(nèi)側(cè)Halbach磁體可以增強(qiáng)內(nèi)轉(zhuǎn)子外側(cè)磁密,減弱內(nèi)側(cè)磁密,以提高了電機(jī)的運(yùn)行效率,減小了漏磁,降低了鐵耗。用有限元法分析該了電機(jī)內(nèi)、外側(cè)氣隙磁密、齒槽轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)矩脈動等參數(shù),并與傳統(tǒng)徑向充磁方式進(jìn)行比較。基于能量法和傅里葉分解,推導(dǎo)了雙轉(zhuǎn)子永磁同步電機(jī)齒槽轉(zhuǎn)矩的表達(dá)式。針對雙轉(zhuǎn)子永磁電機(jī)特殊結(jié)構(gòu),研究了一種磁極偏移和槽偏移配合方法來削弱電機(jī)的齒槽轉(zhuǎn)矩。設(shè)計一種外磁極對稱偏移方法,用于降低外齒槽轉(zhuǎn)矩幅值,且保持其周期和初始相位不變;再通過計算外槽口移動角度使得內(nèi)、外齒槽轉(zhuǎn)矩反相位消去。并用有限元法進(jìn)行仿真驗(yàn)證,仿真結(jié)果與解析計算結(jié)果一致。最后,在雙轉(zhuǎn)子永磁同步電機(jī)的基礎(chǔ)上,研究了一種具有新型結(jié)構(gòu)的雙轉(zhuǎn)子混合勵磁電機(jī),通過單定子-雙轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了永磁同步電機(jī)和電勵磁雙凸極電機(jī)高效結(jié)合。討論和研究了永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子極對數(shù)和電勵磁雙凸極電機(jī)轉(zhuǎn)子極數(shù)的匹配原則和繞組連接方案;設(shè)計了一種新型中間定子結(jié)構(gòu)。根據(jù)永磁同步電機(jī)部分和雙凸極電機(jī)部分電動勢的疊加原理,雙凸極電機(jī)轉(zhuǎn)子的極弧系數(shù)被調(diào)整來改善其感應(yīng)電動勢波形。并用有限元計算驗(yàn)證了該復(fù)合電機(jī)的可行性及其運(yùn)行特性。
【圖文】：

峽 大 學(xué) 全 日 制 專 業(yè) 學(xué) 位 碩 士 學(xué) 位 論 文氣隙產(chǎn)生兩個同速旋轉(zhuǎn)磁場，在該磁場的作用下，，兩個轉(zhuǎn)子產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩同時輸電機(jī)縮短了電樞繞組端部的長度，降低了電樞繞組的電阻、銅耗量和中間頂漏抗。當(dāng)設(shè)備極數(shù)較少時，電樞繞組的漏抗、電阻值同傳統(tǒng)感應(yīng)電機(jī)比十分明顯，但是設(shè)備感抗會得到增加，使電機(jī)工作效率和功率密度得到大共定子設(shè)計成環(huán)形結(jié)構(gòu)，內(nèi)、外側(cè)同時開槽并纏繞繞組，該環(huán)形繞組結(jié)構(gòu)子的內(nèi)、外兩側(cè)均得到充分利用，所以可以提升電機(jī)的轉(zhuǎn)矩密度。除此之繞組端部不會產(chǎn)生切向磁拉力，具備較好的散熱能力[23]。

圖 1.2 內(nèi)、外雙轉(zhuǎn)子軸向電機(jī)結(jié)構(gòu)通常采用徑向磁場，然而徑向磁場設(shè)備具有一定局限性：第外徑，通常致使轉(zhuǎn)子鐵心利用率較低；第二是設(shè)備的定子、并無與外部的接觸面，因而造成了冷卻難的問題；第三是高的轉(zhuǎn)動慣量大，從而使得設(shè)備的動態(tài)周期加長。然而軸向磁。研究顯示，軸向電機(jī)具有相對較高的功率對重量的比值。的設(shè)備而言，其優(yōu)勢更加顯著。當(dāng)今，軸向電機(jī)己經(jīng)在一些隨著電機(jī)理論和工藝的不斷進(jìn)步，其應(yīng)用將會更加廣泛。與轉(zhuǎn)子軸向永磁電機(jī)能夠看成共用一個中間定子的內(nèi)、外兩個而成，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖 1.3 所示。12
【學(xué)位授予單位】：三峽大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TM351

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2642750