并列結構混合勵磁同步發(fā)電機的研究.pdf

1、本文以提高混合勵磁同步電機的功率密度、擴大電機的輸出調(diào)節(jié)范圍為研究目標，主要致力于并列結構混合勵磁同步發(fā)電機的研究，在分析和總結永磁同步電機、電勵磁同步電機、現(xiàn)有混合勵磁同步電機研究現(xiàn)狀的基礎上，探討了提高永磁同步電機性能的原理和方法；研究了并列結構混合勵磁同步發(fā)電機、磁分路式徑向結構混合勵磁同步發(fā)電機兩種電機的結構及其工作原理；并利用樣機進行了驗證。 主要的研究內(nèi)容和成果綜述如下： 首先，綜述了國內(nèi)外混合勵磁同步電機的

2、研究現(xiàn)狀，從磁勢聯(lián)結方式入手探討了混合勵磁同步電機的分類，剖析了現(xiàn)有類型混合勵磁電機的等效磁路及適宜結構特征，歸納了混合勵磁同步電機的特點，討論了它的應用及其發(fā)展前景。 其次，圍繞提高永磁同步電機性能的原理和方法開展了研究。給出了切向磁鋼永磁同步電機磁鋼厚度的幾何約束條件；闡述了“聚磁”作用的兩種定義，分析了極對數(shù)與“聚磁”的關系；研究了磁鋼厚度、非導磁襯套厚度對電機性能的影響；從提高電機氣隙磁密、減小切向磁鋼永磁同步電機轉軸側

3、漏磁的角度出發(fā)，重點探討了輔助磁極的合理放置位置，并對輔助磁鋼的厚度進行了優(yōu)化；在磁鋼厚度恒定、磁鋼寬度達到極限而輔助磁極自然消失的情況下提出了切向磁鋼永磁同步電機的結構優(yōu)化方案。 分析了2對極切向磁鋼永磁同步電機作飛機交流發(fā)電機時電機性能的若干影響因素，比較研究了2對極切向磁鋼永磁同步電機轉子長度與定子長度之比Lr/Ls不同時電機的性能；探討了切向磁鋼永磁同步電機作飛機無刷直流發(fā)電機時電機性能、電機重量與極對數(shù)的關系；

4、 然后，重點研究了并列結構混合勵磁同步發(fā)電機的結構、原理和設計方法。闡述了無刷并列結構混合勵磁同步發(fā)電機的結構；結合其結構特點，探討了并列結構混合勵磁同步發(fā)電機中永磁同步發(fā)電機和電勵磁同步發(fā)電機的設計原則和方法；借助于電樞反應理論，研究了負載電流和勵磁電流不同配置情況下并列結構混合勵磁同步發(fā)電機中永磁同步發(fā)電機和電勵磁同步發(fā)電機各自的電樞反應，揭示了并列結構混合勵磁同步發(fā)電機中的三種運行模態(tài)，即發(fā)電－電動模態(tài)、單發(fā)電模態(tài)、雙發(fā)電模態(tài)，并

5、定義了三種運行模態(tài)的邊界線；探討了并列結構混合勵磁同步發(fā)電機中永磁同步發(fā)電機和電勵磁同步發(fā)電機的三種組合方式，依據(jù)電勵磁同步發(fā)電機的負載特性，研究了混合勵磁電機中勵磁電流的計算方法。通過樣機進行了驗證。 接著，研究了磁分路式徑向結構混合勵磁同步發(fā)電機的結構，利用等效磁路，分析了磁分路式徑向結構混合勵磁同步發(fā)電機的工作原理，給出了該電機結構中特有的磁分流點、磁不分流點和負載平衡點的概念，探討了改善電機輸出調(diào)節(jié)范圍的原理和方法，揭示