軸向磁通磁場調(diào)制永磁電機(jī)的設(shè)計(jì)與分析.pdf

1、隨著我國城市化建設(shè)的不斷發(fā)展，城市軌道交通因其容量大、安全快捷、準(zhǔn)時(shí)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(yùn)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(diǎn)受到越來越多的關(guān)注，在軌道交通領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)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(jī)與該系統(tǒng)結(jié)合，提出并設(shè)計(jì)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(jī)。按照電機(jī)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(jī)與軸向磁通電機(jī)的拓?fù)浣Y(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(jī)拓?fù)?。本文電機(jī)理論分析部分從該拓?fù)涞牡刃Т怕纺Ｐ腿胧?，結(jié)合繞組方程，給出了電機(jī)模型的氣隙磁導(dǎo)、反電勢和轉(zhuǎn)矩表達(dá)式。電機(jī)設(shè)計(jì)部分，本文首先依據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和準(zhǔn)三維有限元仿真，初步確定了一套電機(jī)尺寸；隨后利用解析公式、準(zhǔn)三維有限元和三維有限元仿真矯正了電機(jī)性能，并探究了極比對電機(jī)的影響。此

3、外，本文通過將提出的電機(jī)拓?fù)渑c幾種傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)對比，進(jìn)一步說明了其性能優(yōu)勢。電機(jī)優(yōu)化方面，本文使用了遺傳算法確定了最優(yōu)電機(jī)設(shè)計(jì)。樣機(jī)測試部分，本文首先根據(jù)電機(jī)性能特點(diǎn)選擇了合適的控制策略，隨后確定了樣機(jī)裝配方式，設(shè)計(jì)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(jī)組裝，最終進(jìn)行了樣機(jī)測試。
　　本文設(shè)計(jì)的多氣隙軸向磁通磁場調(diào)制電機(jī)拓?fù)湟环矫娓纳屏藗鹘y(tǒng)游標(biāo)電機(jī)功率因數(shù)低、端部長的問題，同時(shí)也提高了電機(jī)轉(zhuǎn)矩密度，降低了電機(jī)銅耗，適用于直驅(qū)