新型橫向磁場永磁電機(jī)設(shè)計與研究.pdf

1、作為一種逆變器供電的新穎電動機(jī)結(jié)構(gòu)形式，橫向磁場永磁電動機(jī)(TFPM)具有運(yùn)行轉(zhuǎn)速低、輸出力矩大、可靠性高和過載能力強(qiáng)等顯著優(yōu)點(diǎn)，在電氣直接驅(qū)動領(lǐng)域得到了日益廣泛的重視；然而其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造難度大、生產(chǎn)成本高和設(shè)計分析手段匱乏等一直是制約其發(fā)展的關(guān)鍵問題。本文提出了一種新型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的橫向磁場永磁電動機(jī)，并籍此對橫向磁場永磁電動機(jī)進(jìn)行了深入系統(tǒng)的研究分析，取得了下列卓有成效的成果： 第一，在充分分析和掌握國內(nèi)外橫向磁場永磁電動機(jī)的

2、發(fā)展現(xiàn)狀和現(xiàn)有各種類形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，提出了一種不同于現(xiàn)有定子結(jié)構(gòu)形式的新型橫向磁場永磁電動機(jī)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)形式。這種新型橫向磁場永磁電動機(jī)的定子采用了具有裝配定位功能的槽形口的公共聯(lián)結(jié)鐵心，從而內(nèi)外定子磁極鐵心可以積木式地直接插入公共聯(lián)結(jié)鐵心的槽形口中，大大簡化了制造工藝，降低了生產(chǎn)成本，顯著提高了定子部件的裝配定位精度和電動機(jī)生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)化程度，具有較高的創(chuàng)新性和實用性。 第二，針對橫向磁場永磁電動機(jī)磁場結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，以及由電樞

3、電流產(chǎn)生的定子磁場和由永磁體產(chǎn)生的轉(zhuǎn)子磁場各自處在相互垂直平面內(nèi)的特點(diǎn)，深入研究了三維磁網(wǎng)絡(luò)法的基礎(chǔ)理論，以及三維磁網(wǎng)絡(luò)法在永磁體和載流線圈的內(nèi)部磁場計算中的具體應(yīng)用，進(jìn)而利用三維磁網(wǎng)絡(luò)法計算了橫向磁場永磁電動機(jī)的主要參數(shù)和工作特性。因此，本課題的研究有力地促進(jìn)了科學(xué)研究與工程實用計算之間的有機(jī)緊密的結(jié)合。 第三，根據(jù)兩相橫向磁場永磁電動機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和運(yùn)行特性，設(shè)計制作了相應(yīng)的驅(qū)動系統(tǒng)，詳盡地分析了兩相橫向磁場永磁電動機(jī)在單極性導(dǎo)

4、通模式下運(yùn)行的工作特性。 第四，建立了橫向磁場永磁電動機(jī)的數(shù)學(xué)模型，在MatLab/SimuLink軟件平臺上開發(fā)了橫向磁場永磁電動機(jī)的通用模塊化數(shù)字仿真模型。在此基礎(chǔ)上，完成了本課題試驗樣機(jī)及其控制系統(tǒng)的動態(tài)仿真，優(yōu)化了控制策略，分析了不同模式下運(yùn)行的橫向磁場永磁電動機(jī)的工作特性。同時，本課題把自主開發(fā)的通用模塊化數(shù)字仿真模型與3DFEM結(jié)合起來，創(chuàng)建了比較完善的橫向磁場永磁電動機(jī)軟件開發(fā)平臺，為進(jìn)一步研究橫向磁場永磁電動機(jī)及