并列結(jié)構(gòu)混合勵(lì)磁同步發(fā)電機(jī)的研究.pdf

1、本文以提高混合勵(lì)磁同步電機(jī)的功率密度、擴(kuò)大電機(jī)的輸出調(diào)節(jié)范圍為研究目標(biāo)，主要致力于并列結(jié)構(gòu)混合勵(lì)磁同步發(fā)電機(jī)的研究，在分析和總結(jié)永磁同步電機(jī)、電勵(lì)磁同步電機(jī)、現(xiàn)有混合勵(lì)磁同步電機(jī)研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，探討了提高永磁同步電機(jī)性能的原理和方法；研究了并列結(jié)構(gòu)混合勵(lì)磁同步發(fā)電機(jī)、磁分路式徑向結(jié)構(gòu)混合勵(lì)磁同步發(fā)電機(jī)兩種電機(jī)的結(jié)構(gòu)及其工作原理；并利用樣機(jī)進(jìn)行了驗(yàn)證。 主要的研究內(nèi)容和成果綜述如下： 首先，綜述了國內(nèi)外混合勵(lì)磁同步電機(jī)的

2、研究現(xiàn)狀，從磁勢聯(lián)結(jié)方式入手探討了混合勵(lì)磁同步電機(jī)的分類，剖析了現(xiàn)有類型混合勵(lì)磁電機(jī)的等效磁路及適宜結(jié)構(gòu)特征，歸納了混合勵(lì)磁同步電機(jī)的特點(diǎn)，討論了它的應(yīng)用及其發(fā)展前景。 其次，圍繞提高永磁同步電機(jī)性能的原理和方法開展了研究。給出了切向磁鋼永磁同步電機(jī)磁鋼厚度的幾何約束條件；闡述了“聚磁”作用的兩種定義，分析了極對(duì)數(shù)與“聚磁”的關(guān)系；研究了磁鋼厚度、非導(dǎo)磁襯套厚度對(duì)電機(jī)性能的影響；從提高電機(jī)氣隙磁密、減小切向磁鋼永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)軸側(cè)

3、漏磁的角度出發(fā)，重點(diǎn)探討了輔助磁極的合理放置位置，并對(duì)輔助磁鋼的厚度進(jìn)行了優(yōu)化；在磁鋼厚度恒定、磁鋼寬度達(dá)到極限而輔助磁極自然消失的情況下提出了切向磁鋼永磁同步電機(jī)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案。 分析了2對(duì)極切向磁鋼永磁同步電機(jī)作飛機(jī)交流發(fā)電機(jī)時(shí)電機(jī)性能的若干影響因素，比較研究了2對(duì)極切向磁鋼永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子長度與定子長度之比Lr/Ls不同時(shí)電機(jī)的性能；探討了切向磁鋼永磁同步電機(jī)作飛機(jī)無刷直流發(fā)電機(jī)時(shí)電機(jī)性能、電機(jī)重量與極對(duì)數(shù)的關(guān)系；

4、 然后，重點(diǎn)研究了并列結(jié)構(gòu)混合勵(lì)磁同步發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)、原理和設(shè)計(jì)方法。闡述了無刷并列結(jié)構(gòu)混合勵(lì)磁同步發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)；結(jié)合其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，探討了并列結(jié)構(gòu)混合勵(lì)磁同步發(fā)電機(jī)中永磁同步發(fā)電機(jī)和電勵(lì)磁同步發(fā)電機(jī)的設(shè)計(jì)原則和方法；借助于電樞反應(yīng)理論，研究了負(fù)載電流和勵(lì)磁電流不同配置情況下并列結(jié)構(gòu)混合勵(lì)磁同步發(fā)電機(jī)中永磁同步發(fā)電機(jī)和電勵(lì)磁同步發(fā)電機(jī)各自的電樞反應(yīng)，揭示了并列結(jié)構(gòu)混合勵(lì)磁同步發(fā)電機(jī)中的三種運(yùn)行模態(tài)，即發(fā)電－電動(dòng)模態(tài)、單發(fā)電模態(tài)、雙發(fā)電模態(tài)，并

5、定義了三種運(yùn)行模態(tài)的邊界線；探討了并列結(jié)構(gòu)混合勵(lì)磁同步發(fā)電機(jī)中永磁同步發(fā)電機(jī)和電勵(lì)磁同步發(fā)電機(jī)的三種組合方式，依據(jù)電勵(lì)磁同步發(fā)電機(jī)的負(fù)載特性，研究了混合勵(lì)磁電機(jī)中勵(lì)磁電流的計(jì)算方法。通過樣機(jī)進(jìn)行了驗(yàn)證。 接著，研究了磁分路式徑向結(jié)構(gòu)混合勵(lì)磁同步發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)，利用等效磁路，分析了磁分路式徑向結(jié)構(gòu)混合勵(lì)磁同步發(fā)電機(jī)的工作原理，給出了該電機(jī)結(jié)構(gòu)中特有的磁分流點(diǎn)、磁不分流點(diǎn)和負(fù)載平衡點(diǎn)的概念，探討了改善電機(jī)輸出調(diào)節(jié)范圍的原理和方法，揭示