新型磁阻式無(wú)刷雙饋電機(jī)研究及其應(yīng)用.pdf

1、無(wú)刷雙饋電機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、無(wú)滑環(huán)電刷等優(yōu)點(diǎn)，在交流調(diào)速領(lǐng)域和變速恒頻恒壓發(fā)電方面均展現(xiàn)出了良好的應(yīng)用前景。為推動(dòng)這一新型電機(jī)的工業(yè)化應(yīng)用進(jìn)程，本文以繞線輔助磁阻式這一新型磁阻式無(wú)刷雙饋電機(jī)為研究對(duì)象，在電機(jī)數(shù)學(xué)模型、電機(jī)設(shè)計(jì)、參數(shù)計(jì)算等方面做了深入的探索，并在無(wú)刷雙饋發(fā)電系統(tǒng)中電機(jī)的運(yùn)行特性做了仿真和實(shí)驗(yàn)研究。論文的主要工作和創(chuàng)新點(diǎn)如下:
　　1、分析了特殊籠型、磁阻式和繞線式無(wú)刷雙饋電機(jī)定、轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)和電機(jī)運(yùn)行原理，然后依據(jù)無(wú)刷雙

2、饋電機(jī)的異步化運(yùn)行的同步電機(jī)的特點(diǎn)，把磁阻式結(jié)構(gòu)與繞線式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)相結(jié)合，充分發(fā)揮兩種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，提出一種具有繞線輔助磁阻式無(wú)刷雙饋電機(jī)的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。該種轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)將現(xiàn)有的磁阻式結(jié)構(gòu)與繞線式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)相結(jié)合，既保持了繞線轉(zhuǎn)子繞線接線方式非常靈活，還發(fā)揮了磁阻式轉(zhuǎn)子對(duì)磁通的導(dǎo)向作用，改善電機(jī)的磁場(chǎng)調(diào)制效果，可以很好的實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子與定子兩套繞組耦合能力實(shí)現(xiàn)最大化。
　　2、根據(jù)新型磁阻式無(wú)刷雙饋電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，首先定義了兩個(gè)軸線:磁阻最大路徑軸

3、線m軸和磁阻最小路徑軸線n軸。與常規(guī)電機(jī)不同，m軸、n軸之間的電角度并不相互垂直。定子三相功率繞組磁動(dòng)勢(shì)分解到m軸、n軸實(shí)現(xiàn)解耦，三相控制繞組磁動(dòng)勢(shì)亦可通過(guò)同樣的方法實(shí)現(xiàn)解耦，進(jìn)而推導(dǎo)出轉(zhuǎn)子同步速無(wú)刷雙饋電機(jī)數(shù)學(xué)模型。
　　3、為得到無(wú)刷雙饋電機(jī)等效電路，本文對(duì)新型磁阻式無(wú)刷雙饋電機(jī)進(jìn)行了詳細(xì)的分析，依據(jù)繞線式轉(zhuǎn)子與磁阻式轉(zhuǎn)子具有相似的磁場(chǎng)調(diào)制作用，并從定子功率繞組和控制繞組的電磁耦合關(guān)系來(lái)看，在不需要研究轉(zhuǎn)子內(nèi)部電磁過(guò)程、轉(zhuǎn)子繞

4、組中電流等變量的情況下，可采用略去中間過(guò)程，直接計(jì)算兩側(cè)耦合結(jié)果的方法分析新型磁阻式無(wú)刷雙饋電機(jī)的穩(wěn)態(tài)等效電路。
　　4、對(duì)轉(zhuǎn)子極弧系數(shù)、隔磁層與其之間導(dǎo)磁層寬度的比值、隔磁層數(shù)、串聯(lián)導(dǎo)體數(shù)、內(nèi)凸極軸線和繞組軸線的相對(duì)位置、繞組連接方式等參數(shù)對(duì)新型磁阻式無(wú)刷雙饋電機(jī)磁場(chǎng)耦合能力的影響進(jìn)行了分析，為了保證參數(shù)的統(tǒng)一性，這里保持定子側(cè)完全相同，最終得到新型磁阻式無(wú)刷雙饋電機(jī)的新型混合轉(zhuǎn)子的優(yōu)化結(jié)構(gòu)尺寸及高次諧波較低的新型繞組。

5、　　5、研究并給出了無(wú)刷雙饋電機(jī)定轉(zhuǎn)子槽配合、極數(shù)選擇的依據(jù)，以及極數(shù)配合對(duì)電機(jī)性能的影響。分析電機(jī)的電負(fù)荷和磁負(fù)荷對(duì)新型繞線輔助磁阻式無(wú)刷雙饋電機(jī)的主要尺寸設(shè)計(jì)的影響，進(jìn)而分析在電、磁負(fù)荷允許的范圍內(nèi)，盡可能減小電機(jī)體積，以增大無(wú)刷雙饋電機(jī)的功率密度的條件。
　　6、分析了1/3對(duì)極新型磁阻式無(wú)刷雙饋電機(jī)的徑向電磁力波，經(jīng)理論推導(dǎo)得出基波磁場(chǎng)相互作用形成的徑向電磁力波是使無(wú)刷雙饋電機(jī)產(chǎn)生變形的主要原因。利用有限元仿真軟件仿真其徑