開關(guān)磁阻電機(jī)損耗和溫升研究.pdf

1、開關(guān)磁阻電機(jī)(SR電機(jī))特殊的雙凸極結(jié)構(gòu)使得其工作原理和運(yùn)行特性不同于傳統(tǒng)電機(jī)，其鐵心磁場變化規(guī)律復(fù)雜，磁密波形與電機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)、轉(zhuǎn)速、繞組連接方式、控制策略以及工況等密切相關(guān)。復(fù)雜的磁場使得 SR電機(jī)的損耗尤其是鐵心損耗的計算十分困難。電機(jī)運(yùn)行過程中產(chǎn)生的損耗最終都轉(zhuǎn)化為熱能，引起電機(jī)內(nèi)部溫升，進(jìn)而影響電機(jī)的可靠性和使用壽命。因此損耗和溫升分析是優(yōu)化電機(jī)設(shè)計、改善其性能的重要環(huán)節(jié)。然而，目前國內(nèi)外關(guān)于SR電機(jī)的損耗和溫升方面的研究還不夠

2、系統(tǒng)和完善，因此，本文針對SR電機(jī)的損耗及其溫升進(jìn)行了一系列分析研究和實驗驗證。
　　本文以一臺三相12/8SR電機(jī)作為研究對象，首先，在Ansoft中建立其有限元仿真模型，進(jìn)行2D瞬態(tài)磁場分析，得到定、轉(zhuǎn)子不同部分的磁密波形及其變化規(guī)律。其次，在磁場分析的基礎(chǔ)上利用雙頻法和橢圓法相結(jié)合計算電機(jī)的鐵損，得到鐵心不同部分鐵損分布情況。再次，基于ANSYS建立電機(jī)的3D有限元熱分析模型，將損耗計算結(jié)果耦合到熱模型中進(jìn)行瞬態(tài)熱分析，得到

3、SR電機(jī)的溫升分布圖和不同單元處的溫升曲線，并重點討論了機(jī)殼外冷卻條件對電機(jī)溫升的影響。最后，搭建以TMS320F2812 DSP和CPLD為控制系統(tǒng)核心的開關(guān)磁阻起動/發(fā)電系統(tǒng)平臺，完成硬件和軟件的設(shè)計調(diào)試工作。在此平臺上實現(xiàn)SR電機(jī)的電動和發(fā)電運(yùn)行，測量記錄電機(jī)轉(zhuǎn)速、電壓、電流、功率等數(shù)據(jù)，通過間接法推算樣機(jī)鐵心損耗，利用由T型熱電偶、MAX31855熱電偶信號至數(shù)字輸出轉(zhuǎn)化器、DSP、RS-485以及觸摸顯示屏組成的溫度測量和顯示