8-6極單繞組磁懸浮開關(guān)磁阻電機的關(guān)鍵參數(shù)優(yōu)化與控制.pdf

1、磁懸浮開關(guān)磁阻電機將無軸承技術(shù)與開關(guān)磁阻電機結(jié)合起來，具有低損耗，軸向利用率高，臨界轉(zhuǎn)速大等優(yōu)點，在飛輪儲能、航空航天等領(lǐng)域擁有廣闊的應用前景。經(jīng)過多年研究，國內(nèi)外學者相繼提出了多種結(jié)構(gòu)的磁懸浮開關(guān)磁阻電機，其中8/6極單繞組磁懸浮開關(guān)磁阻電機的結(jié)構(gòu)最為簡單，但電機在運行時需要同時導通相鄰繞組，增加了數(shù)學建模和驅(qū)動控制的難度。因此，本文針對8/6極單繞組磁懸浮開關(guān)磁阻電機的運行原理、數(shù)學模型、本體設計和控制系統(tǒng)設計進行了研究，本文主要的

2、研究工作如下:
　　(1)研究了8/6極單繞組磁懸浮開關(guān)磁阻電機的運行原理，為克服因相鄰氣隙的磁導表達式不同而引起的建模困難，提出基于輔助函數(shù)和查表法的建模方法，建立了徑向力和轉(zhuǎn)矩的數(shù)學模型。用有限元分析驗證數(shù)學模型的準確性，為電機參數(shù)優(yōu)化和控制策略的進一步研究提供了理論基礎。
　　(2)針對8/6極單繞組磁懸浮開關(guān)磁阻電機的本體設計，分析了各參數(shù)和繞組結(jié)構(gòu)的設計方法，推導了主體尺寸計算公式，用有限元的方法對電機的主要參數(shù)進

3、行了單變量分析，根據(jù)各參數(shù)對轉(zhuǎn)矩，徑向力和互感的影響找出需要優(yōu)化的關(guān)鍵參數(shù)。
　　(3)運用粒子群算法對8/6極單繞組磁懸浮開關(guān)磁阻電機關(guān)鍵參數(shù)進行優(yōu)化，以徑向力和轉(zhuǎn)矩最大、互感最小為優(yōu)化目標，設計了電機參數(shù)的優(yōu)化流程，用有限元分析驗證了優(yōu)化結(jié)果的可靠性。
　　(4)將繞組電流進行差動等效，并計算出電流的轉(zhuǎn)矩分量和懸浮分量。設計了8/6極單繞組BSRM的控制系統(tǒng)，并基于Matlab/Simulink平臺進行了仿真，驗證了控制