非對稱轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)開關(guān)磁阻電機(jī)及其轉(zhuǎn)矩脈動抑制的研究.pdf

1、兩相開關(guān)磁阻電機(jī)是具有較少相數(shù)的一類電機(jī)，正是電機(jī)相數(shù)的減少使其結(jié)構(gòu)更加簡單、成本更加低廉，極其適合應(yīng)用于高速或家用電器領(lǐng)域。兩相開關(guān)磁阻電機(jī)雖具有諸多優(yōu)點(diǎn)，但同時也存在特殊位置不能自啟動、轉(zhuǎn)矩脈動大和振動噪聲嚴(yán)重的問題。本文提出一種新型非對稱轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的兩相開關(guān)磁阻電機(jī)，該電機(jī)不僅能解決自啟動問題，同時能有效抑制電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動和降低系統(tǒng)噪聲。論文針對該種電機(jī)工作機(jī)理、結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化及其轉(zhuǎn)矩脈動抑制技術(shù)展開研究，主要研究工作如下：
　　

2、首先，通過對非對稱轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)開關(guān)磁阻電機(jī)基本結(jié)構(gòu)及工作機(jī)理的分析，探討采用非對稱轉(zhuǎn)子實(shí)現(xiàn)電機(jī)自啟動的機(jī)理及對電機(jī)磁路、磁鏈和電感的影響。改進(jìn)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(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)開關(guān)磁阻電機(jī)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(jìn)基于四條磁化曲線擬合的磁鏈解析模型，并通過仿真驗(yàn)證該磁鏈解析模型的建模精度。
　　其次，分析非對稱轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)開關(guān)磁阻電機(jī)工作時磁通自由切換的機(jī)理及定轉(zhuǎn)子齒部的磁飽和情況，確定

3、電機(jī)定轉(zhuǎn)子軛高的最優(yōu)選取原則，利用有限元仿真驗(yàn)證選取原則的合理性。探討影響電機(jī)磁通自由切換時轉(zhuǎn)矩脈動的結(jié)構(gòu)參數(shù)，通過有限元仿真優(yōu)化分析上述結(jié)構(gòu)參數(shù)，尋求磁通自由切換最平穩(wěn)時電機(jī)最優(yōu)的結(jié)構(gòu)參數(shù)?？偨Y(jié)不同結(jié)構(gòu)參數(shù)對電機(jī)磁鏈、電感和轉(zhuǎn)矩輸出特性的影響規(guī)律，歸納出該種電機(jī)的設(shè)計和參數(shù)優(yōu)化方法。
　　其三，針對不對稱半橋變換器驅(qū)動非對稱轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)開關(guān)磁阻電機(jī)換向時轉(zhuǎn)矩脈動大的問題，提出無源升壓功率變換電路驅(qū)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(jìn)而抑制轉(zhuǎn)矩波動的機(jī)理，并利用非線性仿真模型進(jìn)行仿真，驗(yàn)證無源升壓功率變換電路抑制電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動的可行性。
　　其四，分析非對稱轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)開關(guān)磁阻電機(jī)換向時電流和轉(zhuǎn)矩特性，提出具有負(fù)轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償?shù)母倪M(jìn)型轉(zhuǎn)矩分配函數(shù)，以抑制電機(jī)換向時產(chǎn)生的負(fù)轉(zhuǎn)矩，為進(jìn)一步提高改進(jìn)型轉(zhuǎn)矩分配函數(shù)抑制轉(zhuǎn)矩脈動的能力，將角度位置控制引入至改進(jìn)型轉(zhuǎn)矩分配函數(shù)，并通過系統(tǒng)仿真驗(yàn)證改進(jìn)型轉(zhuǎn)矩分配函數(shù)對抑制轉(zhuǎn)矩脈動有效性。
　　最后，研