六相永磁同步電機電磁設(shè)計及其電感參數(shù)的研究.pdf

1、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(fù)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(dǎo)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

2、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(xué)模型。推導(dǎo)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(xué)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

3、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AnsoftMaxwell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

4、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(xué)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(dǎo)致電機