軸向疊片各向異性轉(zhuǎn)子無刷雙饋電機(jī)研究.pdf

1、無刷雙饋電機(jī)（BDFM）結(jié)構(gòu)新穎、可靠性高且變頻器容量較小，作為電動(dòng)機(jī)時(shí)，可實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速；作為發(fā)電機(jī)時(shí)，可用于變速恒頻發(fā)電。
　　BDFM的性能與轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，常用的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)主要有：特殊籠型、繞線式以及磁阻式。特殊籠型結(jié)構(gòu)適用于大容量電機(jī)，但氣隙磁場(chǎng)諧波含量大，效率較低；繞線式結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子繞組可靈活設(shè)計(jì)且氣隙磁場(chǎng)諧波含量小，效率較高，現(xiàn)已進(jìn)入實(shí)用狀態(tài)，但在某些運(yùn)行點(diǎn)處電機(jī)可能會(huì)不穩(wěn)定；磁阻式轉(zhuǎn)子電機(jī)損耗小，效率高，適用于高速運(yùn)行

2、，但設(shè)計(jì)困難，且削弱氣隙磁場(chǎng)諧波分量的方法相對(duì)有限。
　　為進(jìn)一步弄清楚該種電機(jī)的特性，本文針對(duì)磁阻式結(jié)構(gòu)中的一種：軸向疊片各向異性（Axially laminated anisotropic, ALA）轉(zhuǎn)子進(jìn)行研究，側(cè)重于分析這種BDFM內(nèi)部的電磁關(guān)系以及轉(zhuǎn)子參數(shù)變化對(duì)電機(jī)性能的影響，并通過有限元仿真來驗(yàn)證所得結(jié)論的正確性，以利于今后研究的進(jìn)一步進(jìn)行。
　　本文工作的主要內(nèi)容包括：
　　首先，簡(jiǎn)單介紹了BDFM的研究

3、歷程以及國(guó)內(nèi)外學(xué)者所做的主要工作，闡述了BDFM的定、轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，重點(diǎn)分析了其運(yùn)行原理并總結(jié)了幾種常見的運(yùn)行方式。
　　其次，在對(duì)ALA轉(zhuǎn)子BDFM的電機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡(jiǎn)化的基礎(chǔ)上，利用數(shù)學(xué)方法推導(dǎo)出不飽和運(yùn)行狀態(tài)下氣隙磁密分布的表達(dá)式。通過對(duì)氣隙磁密表達(dá)式的分析，說明了兩個(gè)繞組產(chǎn)生的相同極對(duì)數(shù)的基波磁密間的角度關(guān)系，并進(jìn)一步得到了電感以及轉(zhuǎn)矩表達(dá)式。同時(shí)，對(duì)電機(jī)的電壓方程以及功率傳遞情況也進(jìn)行了說明。
　　然后，對(duì)一臺(tái)4/2對(duì)極A

4、LA轉(zhuǎn)子BDFM的定子繞組進(jìn)行排布并給出諧波分析結(jié)果。在已求得的氣隙磁密的數(shù)學(xué)表達(dá)式基礎(chǔ)上對(duì)轉(zhuǎn)子參數(shù)變化進(jìn)行分析，找到影響氣隙磁密基波以及定子兩個(gè)繞組間耦合能力的主要因素，說明了在優(yōu)化電機(jī)性能時(shí)可采取的措施以及這些措施之間的矛盾之處。
　　最后，對(duì)一臺(tái)4/2對(duì)極ALA轉(zhuǎn)子BDFM做了有限元仿真，驗(yàn)證了氣隙磁密、功角、電感、轉(zhuǎn)矩表達(dá)式以及功率分配關(guān)系的正確性。通過對(duì)不同情況下得到的電感值的分析，證實(shí)了有關(guān)轉(zhuǎn)子參數(shù)變化對(duì)磁場(chǎng)造成的影響