非對稱轉子結構開關磁阻電機及其轉矩脈動抑制的研究.pdf

1、兩相開關磁阻電機是具有較少相數的一類電機，正是電機相數的減少使其結構更加簡單、成本更加低廉，極其適合應用于高速或家用電器領域。兩相開關磁阻電機雖具有諸多優(yōu)點，但同時也存在特殊位置不能自啟動、轉矩脈動大和振動噪聲嚴重的問題。本文提出一種新型非對稱轉子結構的兩相開關磁阻電機，該電機不僅能解決自啟動問題，同時能有效抑制電機轉矩脈動和降低系統噪聲。論文針對該種電機工作機理、結構參數優(yōu)化及其轉矩脈動抑制技術展開研究，主要研究工作如下：
　　

2、首先，通過對非對稱轉子結構開關磁阻電機基本結構及工作機理的分析，探討采用非對稱轉子實現電機自啟動的機理及對電機磁路、磁鏈和電感的影響。改進基于特殊位置磁鏈曲線的非線性模型，建立適合于非對稱轉子結構開關磁阻電機的簡化磁鏈模型，為提高簡化磁鏈模型的建模精度，研究改進基于四條磁化曲線擬合的磁鏈解析模型，并通過仿真驗證該磁鏈解析模型的建模精度。
　　其次，分析非對稱轉子結構開關磁阻電機工作時磁通自由切換的機理及定轉子齒部的磁飽和情況，確定

3、電機定轉子軛高的最優(yōu)選取原則，利用有限元仿真驗證選取原則的合理性。探討影響電機磁通自由切換時轉矩脈動的結構參數，通過有限元仿真優(yōu)化分析上述結構參數，尋求磁通自由切換最平穩(wěn)時電機最優(yōu)的結構參數?？偨Y不同結構參數對電機磁鏈、電感和轉矩輸出特性的影響規(guī)律，歸納出該種電機的設計和參數優(yōu)化方法。
　　其三，針對不對稱半橋變換器驅動非對稱轉子結構開關磁阻電機換向時轉矩脈動大的問題，提出無源升壓功率變換電路驅動的方案。研究該功率變換電路通過繞組

4、升壓降低換相時勵磁、退磁時間進而抑制轉矩波動的機理，并利用非線性仿真模型進行仿真，驗證無源升壓功率變換電路抑制電機轉矩脈動的可行性。
　　其四，分析非對稱轉子結構開關磁阻電機換向時電流和轉矩特性，提出具有負轉矩補償的改進型轉矩分配函數，以抑制電機換向時產生的負轉矩，為進一步提高改進型轉矩分配函數抑制轉矩脈動的能力，將角度位置控制引入至改進型轉矩分配函數，并通過系統仿真驗證改進型轉矩分配函數對抑制轉矩脈動有效性。
　　最后，研