軸向磁通磁場調(diào)制永磁電機的設計與分析.pdf

1、隨著我國城市化建設的不斷發(fā)展，城市軌道交通因其容量大、安全快捷、準時高效、低碳環(huán)保等優(yōu)勢，逐漸成為城市公共交通的支柱。由于城市軌道交通運量大，耗能高，節(jié)能減耗已成為我國城市軌道交通發(fā)展的重要課題。近年來，永磁直驅(qū)牽引系統(tǒng)憑借其低能耗、高功率密度、噪聲小等優(yōu)點受到越來越多的關注，在軌道交通領域具有廣泛的應用前景。
　　本文針對永磁直驅(qū)牽引系統(tǒng)的現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)，將磁場調(diào)制電機與該系統(tǒng)結(jié)合，提出并設計了一款可滿足直驅(qū)牽引系統(tǒng)需求的軸向磁通磁

2、場調(diào)制電機。按照電機研究的思路，本文首先回顧了磁場調(diào)制理論，分析比較了現(xiàn)有磁場調(diào)制電機與軸向磁通電機的拓撲結(jié)構(gòu)，提出了一款性能優(yōu)良的多氣隙軸向磁通磁場調(diào)制電機拓撲。本文電機理論分析部分從該拓撲的等效磁路模型入手，結(jié)合繞組方程，給出了電機模型的氣隙磁導、反電勢和轉(zhuǎn)矩表達式。電機設計部分，本文首先依據(jù)設計經(jīng)驗和準三維有限元仿真，初步確定了一套電機尺寸；隨后利用解析公式、準三維有限元和三維有限元仿真矯正了電機性能，并探究了極比對電機的影響。此

3、外，本文通過將提出的電機拓撲與幾種傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)對比，進一步說明了其性能優(yōu)勢。電機優(yōu)化方面，本文使用了遺傳算法確定了最優(yōu)電機設計。樣機測試部分，本文首先根據(jù)電機性能特點選擇了合適的控制策略，隨后確定了樣機裝配方式，設計了支撐結(jié)構(gòu)并委托加工公司完成了各部件的加工和電機組裝，最終進行了樣機測試。
　　本文設計的多氣隙軸向磁通磁場調(diào)制電機拓撲一方面改善了傳統(tǒng)游標電機功率因數(shù)低、端部長的問題，同時也提高了電機轉(zhuǎn)矩密度，降低了電機銅耗，適用于直驅(qū)