內(nèi)置式永磁同步電動機的優(yōu)化設計及弱磁控制研究.pdf

1、內(nèi)置式永磁同步電機除了具有表貼式永磁同步電機高功率密度、高轉(zhuǎn)矩密度和高效率外,還具有其獨特的弱磁擴速能力,因此,在混合動力汽車、軍工、航空航天等領域得到越來越多的應用。本文針對內(nèi)置式永磁同步電動機及弱磁控制存在的問題和研究熱點,對電機的設計模型、考慮磁路交叉飽和的有限元模型、電機的優(yōu)化設計、弱磁控制算法和控制系統(tǒng)分別進行了研究,力圖使內(nèi)置式永磁同步電動機損耗降低、轉(zhuǎn)矩波動減小、效率提高、具有更高的弱磁擴速能力以及具有更好的控制性能。論文

2、完成的主要工作和取得的成果如下:
　　 (1)提出了瞬態(tài)向量分析方法,建立了考慮磁路飽和及電壓電流約束條件的內(nèi)置式永磁電動機瞬態(tài)有限元模型。該模型可在內(nèi)置式永磁同步電動機的恒轉(zhuǎn)矩恒功率運行范圍內(nèi)準確計算最優(yōu)電流控制角,實現(xiàn)輸出最大轉(zhuǎn)矩控制。
　　 (2)根據(jù)牽引電機的性能要求,完成了55kW V字型永磁結(jié)構和7.5kW一字型永磁結(jié)構的內(nèi)置式永磁同步電動機的優(yōu)化設計,并進行了電感參數(shù)計算及弱磁控制性能分析；提出了一種具有寬

3、調(diào)速范圍的(W)型內(nèi)置式永磁轉(zhuǎn)子結(jié)構,通過有限元分析計算表明該種結(jié)構電機單位輸出轉(zhuǎn)矩永磁體用量較少,齒槽和紋波轉(zhuǎn)矩較小,具有優(yōu)良的弱磁擴速能力和寬的恒功率速度范圍。
　　 (3)分析了磁路飽和及交叉耦合對控制系統(tǒng)性能的影響,創(chuàng)建了考慮磁路飽和的內(nèi)置式永磁同步電動機MATLAB仿真模型,完成了內(nèi)置式永磁同步電動機參數(shù)飽和補償?shù)慕怦羁刂葡到y(tǒng)仿真,仿真結(jié)果表明考慮飽和補償?shù)慕怦羁刂朴行У赝貙捔撕愎β蕝^(qū)的速度范圍。
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