本文關(guān)鍵詞：六相永磁同步電機電磁設(shè)計及其電感參數(shù)的研究

  更多相關(guān)文章： 多相永磁同步電機 電磁設(shè)計 電感參數(shù) 電磁轉(zhuǎn)矩

【摘要】：多相永磁同步電機兼有永磁同步電機和多相電機的雙重優(yōu)點,特別是在大功率電氣傳動領(lǐng)域具有明顯優(yōu)勢,應(yīng)用前景良好。永磁同步電機的電磁設(shè)計、電感參數(shù)和電磁轉(zhuǎn)矩的研究,是永磁同步電機設(shè)計和控制的重點和熱點。由于多相永磁同步電機相數(shù)的增加,使其電磁設(shè)計、電感參數(shù)及電磁轉(zhuǎn)矩更復雜。本文首先分析歸納了多相電機的繞組與相帶的關(guān)系和特點;推導出了多相繞組合成磁動勢的時空表達式及其諧波分布規(guī)律,并重點分析對比了六相繞組與三相繞組合成的磁動勢。分析表明,對稱繞組的相帶在空間分布上是對稱的,各相帶施加的激勵在時間相位上也是對稱的;隨著相帶個數(shù)的增加,諧波磁動勢含量顯著減少,可利用成份增加,對電機運行帶來的不良影響也降低。其次,建立了多相永磁同步電機在自然軸系下的數(shù)學模型。推導出了六相永磁同步電機的坐標變換。通過坐標變換,得到六相永磁同步電機在傳統(tǒng)dq坐標系與計及交叉耦合dq坐標系下的電感參數(shù)和數(shù)學模型。再次,參考傳統(tǒng)三相永磁同步電機的電磁設(shè)計方法,并結(jié)合多相繞組的理論和特點,對電機進行尺寸計算、極槽配合、繞組設(shè)計等關(guān)鍵步驟和設(shè)計。用Ansoft Maxwell軟件,建立了一臺六相永磁同步電機樣機模型。對樣機進行空載和負載仿真研究,并與相同尺寸結(jié)構(gòu)的三相永磁同步電機做了對比。對六相電機注入不同幅值的諧波電壓,分析其對電流、轉(zhuǎn)矩等參數(shù)的影響。結(jié)果表明,采用六相繞組設(shè)計的電機可以提高繞組利用率,減小銅耗、附加鐵耗、轉(zhuǎn)矩脈動;在全橋或半橋逆變器接中線供電的情況下,給六相電機注入特定幅值的3、5次諧波電壓,可以提高電機的功率密度,減小電流峰值,提高功率器件的利用率與可靠性,抑制轉(zhuǎn)矩脈動。最后,計算分析了六相電機電感參數(shù)隨dq軸電流變化的規(guī)律;利用計及交叉耦合dq坐標系下的數(shù)學模型研究了六相電機電磁轉(zhuǎn)矩的構(gòu)成成份及電感參數(shù)對電磁轉(zhuǎn)矩的影響;并對比了六相電機與三相電機的電感參數(shù)、電磁轉(zhuǎn)矩的異同。結(jié)果表明,由于兩臺電機的磁路結(jié)構(gòu)相同,兩臺電機的電感參數(shù)隨dq軸電流變化的規(guī)律是相同的;輸出大轉(zhuǎn)矩時,交叉磁阻轉(zhuǎn)矩降為負值,導致電機單位電流出力減小,但六相電機總磁阻轉(zhuǎn)矩的比重仍略高于三相電機。
【關(guān)鍵詞】：多相永磁同步電機 電磁設(shè)計 電感參數(shù) 電磁轉(zhuǎn)矩
【學位授予單位】：重慶大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM341
【目錄】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 1 緒論8-14
• 1.1 課題背景及選題意義8-9
• 1.2 多相電機的研究現(xiàn)狀9-11
• 1.3 本文主要內(nèi)容11-14
• 2 多相電機的繞組與磁動勢諧波14-26
• 2.1 引言14
• 2.2 多相電機的繞組與相帶14-17
• 2.2.1 定子繞組的分類14-15
• 2.2.2 多相電機的繞組與相帶的關(guān)系15-17
• 2.3 多相繞組合成的磁動勢17-20
• 2.3.1 軸線對稱的多相繞組合成的磁動勢18-19
• 2.3.2 軸線不對稱的多相繞組合成的磁動勢19-20
• 2.4 六相繞組合成的磁動勢20-25
• 2.4.1 六相繞組合成磁動勢的諧波波譜21-22
• 2.4.2 六相繞組消除低次諧波磁動勢的物理解釋22-25
• 2.5 小結(jié)25-26
• 3 六相永磁同步電機的dq軸數(shù)學模型26-38
• 3.1 引言26
• 3.2 多相永磁同步電機自然軸系下的數(shù)學模型26-27
• 3.3 六相永磁同步電機的坐標變換與電感參數(shù)27-33
• 3.3.1 坐標變換27-30
• 3.3.2 dq坐標系下電感參數(shù)的推導30-33
• 3.4 六相永磁同步電機dq坐標系下的數(shù)學模型33-36
• 3.4.1 傳統(tǒng)dq坐標系下的數(shù)學模型33-35
• 3.4.2 計及交叉耦合dq坐標系下的數(shù)學模型35-36
• 3.5 小結(jié)36-38
• 4 六相永磁同步電機的電磁設(shè)計38-62
• 4.1 引言38
• 4.2 電機的結(jié)構(gòu)設(shè)計38-45
• 4.2.1 設(shè)計要求38
• 4.2.2 尺寸計算38-41
• 4.2.3 極槽配合41-42
• 4.2.4 繞組設(shè)計42-44
• 4.2.5 電機的設(shè)計參數(shù)44-45
• 4.3 有限元建模45-48
• 4.3.1 幾何模型及剖分45-47
• 4.3.2 材料特性47-48
• 4.3.3 條件設(shè)置48
• 4.4 空載仿真分析48-53
• 4.4.1 空載磁密48-50
• 4.4.2 空載反電勢50-52
• 4.4.3 齒槽轉(zhuǎn)矩52-53
• 4.5 負載仿真分析53-61
• 4.5.1 正弦電壓供電53-54
• 4.5.2 注入諧波電壓54-61
• 4.6 小結(jié)61-62
• 5 六相永磁同步電機的電感參數(shù)與轉(zhuǎn)矩計算分析62-72
• 5.1 引言62
• 5.2 計及交叉耦合的電感參數(shù)計算與分析62-67
• 5.2.1 六相電機電感參數(shù)的計算與分析62-66
• 5.2.2 六相電機與三相電機電感參數(shù)的對比66-67
• 5.3 電磁轉(zhuǎn)矩計算結(jié)果的對比與分析67-70
• 5.3.1 兩種電磁轉(zhuǎn)矩模型的計算結(jié)果對比67-68
• 5.3.2 單位電流出最大轉(zhuǎn)矩的對比分析68
• 5.3.3 電磁轉(zhuǎn)矩構(gòu)成成份分析68-70
• 5.4 小結(jié)70-72
• 6 總結(jié)72-74
• 致謝74-76
• 參考文獻76-78

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1 朱海云;;同步電機的調(diào)頻同步啟動[J];中國設(shè)備工程;2007年04期

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5 薛薇;郭彥嶺;陳增強;;永磁同步電機的混沌分析及其電路實現(xiàn)[J];物理學報;2009年12期

6 李巖;;對《降低同步電機總裝下線率》成果的評價[J];中國質(zhì)量;2009年11期

7 唐麗嬋;齊亮;;永磁同步電機的應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J];裝備機械;2011年01期

8 岳明;;永磁同步電機的快速啟動方案設(shè)計[J];電子測量技術(shù);2011年04期

9 董磊;馬文忠;胡慧慧;;同步電機并網(wǎng)發(fā)電實驗裝置的開發(fā)[J];實驗科學與技術(shù);2012年04期

10 陸華才;;永磁同步電機無位置傳感器控制介紹[J];電機技術(shù);2012年06期

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1 黃明星;葉云岳;范承志;;復合永磁同步電機的設(shè)計與分析[A];2006年全國直線電機學術(shù)年會論文集[C];2006年

2 劉賢興;霍群海;;優(yōu)化的永磁同步電機滑模變結(jié)構(gòu)控制仿真[A];2006中國電工技術(shù)學會電力電子學會第十屆學術(shù)年會論文摘要集[C];2006年

3 張瑜;路尚書;李崇堅;趙曉坦;李凡;段巍;安虹;雷鳴;;三電平同步電機轉(zhuǎn)子磁場定向控制系統(tǒng)介紹[A];中國計量協(xié)會冶金分會2008年會論文集[C];2008年

4 張瑜;路尚書;李崇堅;趙曉坦;李凡;段巍;安虹;雷鳴;;三電平同步電機轉(zhuǎn)子磁場定向控制系統(tǒng)介紹[A];2008全國第十三屆自動化應(yīng)用技術(shù)學術(shù)交流會論文集[C];2008年

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6 尹忠剛;鐘彥儒;張瑞峰;曹鈺;;永磁同步電機無速度傳感器新穎控制策略綜述[A];第三屆數(shù)控機床與自動化技術(shù)專家論壇論文集[C];2012年

7 孫永海;劉建明;高建民;;一起同步電機不能拖動負載的故障探討[A];魯冀晉瓊粵川遼七省金屬（冶金）學會第十九屆礦山學術(shù)交流會論文集（機械電氣卷）[C];2012年

8 王麗梅;;電動汽車永磁同步電機控制器硬件設(shè)計[A];西南汽車信息：2011年上半年合刊[C];2011年

9 龍曉軍;于雙和;楊振強;杜佳璐;;基于自抗擾技術(shù)的永磁同步電機調(diào)速方法[A];2011年中國智能自動化學術(shù)會議論文集（第一分冊）[C];2011年

10 朱洪成;謝寶昌;;獨立變槳永磁同步電機設(shè)計[A];第十八屆中國小電機技術(shù)研討會論文集[C];2013年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 張永法;F2TP永磁同步電機掀起節(jié)能革命[N];中國紡織報;2007年

2 羅暉;尤尼康欲領(lǐng)航國產(chǎn)高端變頻器市場[N];科技日報;2008年

3 世淮;變頻器發(fā)展趨勢淺析[N];中國電力報;2006年

4 楊雄飛;軋機高效傳動技術(shù)[N];世界金屬導報;2012年

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3 唐校;基于60°坐標系SVPWM的永磁同步電機高效率直接轉(zhuǎn)矩控制研究[D];華南理工大學;2015年

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7 楊曉輝;數(shù)控機床中永磁同步電機非線性混沌同步控制算法的研究[D];南昌大學;2015年

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1 郭彥嶺;永磁同步電機的混沌控制研究[D];天津科技大學;2010年

2 曾文濤;基于DSP的永磁同步電機無位置傳感器控制技術(shù)研究與開發(fā)[D];華南理工大學;2015年

3 嚴沛權(quán);永磁同步電機的矢量控制系統(tǒng)研究[D];華南理工大學;2015年

4 王洪杰;基于DSP的永磁同步電機無傳感器控制系統(tǒng)研究[D];天津理工大學;2015年

5 陶澤昊;基于磁通觀測器的永磁同步電機速度跟蹤控制策略研究[D];燕山大學;2015年

6 田永新;車用永磁同步電機驅(qū)動控制系統(tǒng)研究與設(shè)計[D];天津理工大學;2015年

7 焦山旺;具有容錯能力的永磁電機矢量控制系統(tǒng)的研究[D];江南大學;2015年

8 成傳柏;內(nèi)置式永磁同步電機模糊PI弱磁算法研究[D];湖南工業(yè)大學;2015年

9 石敏;永磁同步電機高性能弱磁控制策略的研究[D];湖南工業(yè)大學;2015年

10 張仕聰;永磁同步電機驅(qū)動平面欠驅(qū)動2R機械臂的非線性動力特性研究[D];西南交通大學;2015年

，

本文編號：942012