基于有限元法的12-8極雙凸極永磁電機(jī)的靜態(tài)特性分析.pdf

1、隨著電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步以及高性能永磁材料的出現(xiàn)，電工學(xué)科近年來(lái)繼開(kāi)關(guān)磁阻以后又出現(xiàn)了一個(gè)全新的研究方向--雙凸極永磁電機(jī)(DSPM)，由于開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)具有一定的缺陷，即SR電機(jī)只有在繞組電感隨轉(zhuǎn)子位置角增大時(shí)給繞組通電才能夠產(chǎn)生正轉(zhuǎn)矩，因而，一個(gè)極距范圍內(nèi)可用來(lái)產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的2個(gè)區(qū)域，只有其中一個(gè)得到利用，運(yùn)行效率和材料利用率相對(duì)較低。與開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)相同，DSPM電機(jī)需根據(jù)轉(zhuǎn)子位置，控制定子繞組電流的通與斷，而產(chǎn)生電

2、動(dòng)轉(zhuǎn)矩，即在磁鏈增加時(shí)繞組通入正電流；在磁鏈減小時(shí)繞組通入負(fù)電流；電機(jī)在正負(fù)拍均產(chǎn)生正向轉(zhuǎn)矩，這使得DSPM電機(jī)的單位體積出力比開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)成倍增加，雙凸極永磁電機(jī)的定、轉(zhuǎn)子極均為凸極結(jié)構(gòu)，電機(jī)內(nèi)存在著顯著的邊緣效應(yīng)和高度的局部飽和現(xiàn)象，可選用二維有限元法對(duì)其磁場(chǎng)分布進(jìn)行分析計(jì)算。 本文在對(duì)比開(kāi)關(guān)磁組電機(jī)的基礎(chǔ)上分析了一種新型雙凸極電機(jī)的系統(tǒng)組成、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，本文采用的是12/8極的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并運(yùn)用有限元法對(duì)雙凸極電機(jī)的靜態(tài)特性進(jìn)

3、行了分析。著重分析了不同電樞電流和不同永磁體厚度下電機(jī)的靜態(tài)特性。計(jì)算出電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)隨電樞電流和永磁體厚度的變化趨勢(shì)，得到了電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)最小條件下的結(jié)構(gòu)參數(shù)，對(duì)雙凸極電機(jī)的設(shè)計(jì)具有一定指導(dǎo)意義。 利用分析得出的結(jié)果，設(shè)計(jì)了功率為1kW的樣機(jī)，為了檢驗(yàn)樣機(jī)的各項(xiàng)性能，根據(jù)雙凸極永磁電機(jī)的數(shù)學(xué)模型和控制原理，在Matlab/Simulink中設(shè)計(jì)了樣機(jī)的仿真模型，同時(shí)對(duì)電機(jī)的電流和轉(zhuǎn)速，電流進(jìn)行了仿真，驗(yàn)證了該樣機(jī)動(dòng)態(tài)響應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn)。