【摘要】：近年來橫向磁通永磁電機因為在低轉(zhuǎn)速、大轉(zhuǎn)矩方面的良好特性逐漸得到研究人員的關(guān)注,但是傳統(tǒng)的橫向磁通永磁電機存在電機的定子空間利用率低的問題,電機的定子鐵心只能交鏈轉(zhuǎn)子永磁體的單極性磁場,對電機內(nèi)永磁體的利用率偏低。本文研究的雙極性磁場全交鏈橫向磁通永磁電機結(jié)構(gòu)采用9形的定子鐵心結(jié)構(gòu),可以有效提高電機內(nèi)定子空間的利用效率,電機的定子鐵心能夠同時交鏈轉(zhuǎn)子永磁體的雙極性磁場,有效地提高電機的功率密度與轉(zhuǎn)矩密度。首先,對傳統(tǒng)橫向磁通永磁電機和雙極性磁場全交鏈橫向磁通永磁電機的結(jié)構(gòu)與工作原理進行分析說明。詳細(xì)說明雙極性磁場全交鏈橫向磁通永磁電機相比于傳統(tǒng)橫向磁通永磁電機的結(jié)構(gòu)特點,提高了定子空間利用率,能夠同時交鏈轉(zhuǎn)子永磁體的雙極性磁場。其次,根據(jù)電機的結(jié)構(gòu)與工作原理,利用等效磁路法建立電機的磁路模型,并通過簡化磁路模型來建立電機的數(shù)學(xué)模型。分析推導(dǎo)了電機的主要參數(shù)表達式,包括電機的空載反電動勢表達式、電機轉(zhuǎn)矩表達式以及電感參數(shù)表達式,并利用得到的電機參數(shù)表達式對設(shè)計的樣機模型進行解析計算得到電機主要參數(shù)的計算結(jié)果。然后,通過有限元軟件對電機進行轉(zhuǎn)矩特性分析,包括電機的空載條件下的分析,空載反電動勢和電機的空載定位力矩,以及電機的各結(jié)構(gòu)參數(shù)大小對電機的轉(zhuǎn)矩大小的影響,最后通過有限元軟件對上文的樣機模型進行仿真分析將得到的結(jié)果與解析計算得到的結(jié)果進行對比,驗證上文得到的電機參數(shù)表達式。接著,將同體積的雙極性磁場全交鏈橫向磁通永磁電機與傳統(tǒng)橫向磁通永磁電機進行轉(zhuǎn)矩性能對比,驗證電機相比傳統(tǒng)橫向磁通永磁電機在提高轉(zhuǎn)矩密度方面的效果。最后,給出了雙極性磁場全交鏈橫向磁通永磁電機的設(shè)計要素分析,通過前文得到的參數(shù)表達式進一步推導(dǎo)得到電機的主尺寸表達式,給出電機的主尺寸確定方法,接著給出了電機的具體結(jié)構(gòu)的設(shè)計分析,即電機的繞組、定子鐵心、轉(zhuǎn)子鐵心和永磁體等主要結(jié)構(gòu)的設(shè)計。
【圖文】：

橫向磁通永磁電機原型結(jié)構(gòu)

交替極型結(jié)構(gòu)的橫向磁通永磁電機機較多的橫向磁通電機的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，，永磁體極性交替排放。 W.M. Arshad 等人提出的橫向磁通的結(jié)構(gòu)如圖 1-3 所示。電機采用了單
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TM351

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本文編號：2645617