新型磁阻式無刷雙饋電機研究及其應用.pdf

1、無刷雙饋電機具有結構簡單、無滑環(huán)電刷等優(yōu)點，在交流調(diào)速領域和變速恒頻恒壓發(fā)電方面均展現(xiàn)出了良好的應用前景。為推動這一新型電機的工業(yè)化應用進程，本文以繞線輔助磁阻式這一新型磁阻式無刷雙饋電機為研究對象，在電機數(shù)學模型、電機設計、參數(shù)計算等方面做了深入的探索，并在無刷雙饋發(fā)電系統(tǒng)中電機的運行特性做了仿真和實驗研究。論文的主要工作和創(chuàng)新點如下:
　　1、分析了特殊籠型、磁阻式和繞線式無刷雙饋電機定、轉(zhuǎn)子結構和電機運行原理，然后依據(jù)無刷雙

2、饋電機的異步化運行的同步電機的特點，把磁阻式結構與繞線式轉(zhuǎn)子結構相結合，充分發(fā)揮兩種結構的優(yōu)點，提出一種具有繞線輔助磁阻式無刷雙饋電機的轉(zhuǎn)子結構。該種轉(zhuǎn)子結構將現(xiàn)有的磁阻式結構與繞線式轉(zhuǎn)子結構相結合，既保持了繞線轉(zhuǎn)子繞線接線方式非常靈活，還發(fā)揮了磁阻式轉(zhuǎn)子對磁通的導向作用，改善電機的磁場調(diào)制效果，可以很好的實現(xiàn)轉(zhuǎn)子與定子兩套繞組耦合能力實現(xiàn)最大化。
　　2、根據(jù)新型磁阻式無刷雙饋電機轉(zhuǎn)子結構特點，首先定義了兩個軸線:磁阻最大路徑軸

3、線m軸和磁阻最小路徑軸線n軸。與常規(guī)電機不同，m軸、n軸之間的電角度并不相互垂直。定子三相功率繞組磁動勢分解到m軸、n軸實現(xiàn)解耦，三相控制繞組磁動勢亦可通過同樣的方法實現(xiàn)解耦，進而推導出轉(zhuǎn)子同步速無刷雙饋電機數(shù)學模型。
　　3、為得到無刷雙饋電機等效電路，本文對新型磁阻式無刷雙饋電機進行了詳細的分析，依據(jù)繞線式轉(zhuǎn)子與磁阻式轉(zhuǎn)子具有相似的磁場調(diào)制作用，并從定子功率繞組和控制繞組的電磁耦合關系來看，在不需要研究轉(zhuǎn)子內(nèi)部電磁過程、轉(zhuǎn)子繞

4、組中電流等變量的情況下，可采用略去中間過程，直接計算兩側(cè)耦合結果的方法分析新型磁阻式無刷雙饋電機的穩(wěn)態(tài)等效電路。
　　4、對轉(zhuǎn)子極弧系數(shù)、隔磁層與其之間導磁層寬度的比值、隔磁層數(shù)、串聯(lián)導體數(shù)、內(nèi)凸極軸線和繞組軸線的相對位置、繞組連接方式等參數(shù)對新型磁阻式無刷雙饋電機磁場耦合能力的影響進行了分析，為了保證參數(shù)的統(tǒng)一性，這里保持定子側(cè)完全相同，最終得到新型磁阻式無刷雙饋電機的新型混合轉(zhuǎn)子的優(yōu)化結構尺寸及高次諧波較低的新型繞組。

5、　　5、研究并給出了無刷雙饋電機定轉(zhuǎn)子槽配合、極數(shù)選擇的依據(jù)，以及極數(shù)配合對電機性能的影響。分析電機的電負荷和磁負荷對新型繞線輔助磁阻式無刷雙饋電機的主要尺寸設計的影響，進而分析在電、磁負荷允許的范圍內(nèi)，盡可能減小電機體積，以增大無刷雙饋電機的功率密度的條件。
　　6、分析了1/3對極新型磁阻式無刷雙饋電機的徑向電磁力波，經(jīng)理論推導得出基波磁場相互作用形成的徑向電磁力波是使無刷雙饋電機產(chǎn)生變形的主要原因。利用有限元仿真軟件仿真其徑