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1、多相永磁同步電機(jī)兼有永磁同步電機(jī)和多相電機(jī)的雙重優(yōu)點(diǎn),特別是在大功率電氣傳動(dòng)領(lǐng)域具有明顯優(yōu)勢(shì),應(yīng)用前景良好。永磁同步電機(jī)的電磁設(shè)計(jì)、電感參數(shù)和電磁轉(zhuǎn)矩的研究,是永磁同步電機(jī)設(shè)計(jì)和控制的重點(diǎn)和熱點(diǎn)。由于多相永磁同步電機(jī)相數(shù)的增加,使其電磁設(shè)計(jì)、電感參數(shù)及電磁轉(zhuǎn)矩更復(fù)雜。
本文首先分析歸納了多相電機(jī)的繞組與相帶的關(guān)系和特點(diǎn);推導(dǎo)出了多相繞組合成磁動(dòng)勢(shì)的時(shí)空表達(dá)式及其諧波分布規(guī)律,并重點(diǎn)分析對(duì)比了六相繞組與三相繞組合成的磁動(dòng)勢(shì)。分析
2、表明,對(duì)稱繞組的相帶在空間分布上是對(duì)稱的,各相帶施加的激勵(lì)在時(shí)間相位上也是對(duì)稱的;隨著相帶個(gè)數(shù)的增加,諧波磁動(dòng)勢(shì)含量顯著減少,可利用成份增加,對(duì)電機(jī)運(yùn)行帶來(lái)的不良影響也降低。
其次,建立了多相永磁同步電機(jī)在自然軸系下的數(shù)學(xué)模型。推導(dǎo)出了六相永磁同步電機(jī)的坐標(biāo)變換。通過(guò)坐標(biāo)變換,得到六相永磁同步電機(jī)在傳統(tǒng)dq坐標(biāo)系與計(jì)及交叉耦合dq坐標(biāo)系下的電感參數(shù)和數(shù)學(xué)模型。
再次,參考傳統(tǒng)三相永磁同步電機(jī)的電磁設(shè)計(jì)方法,并結(jié)合多相
3、繞組的理論和特點(diǎn),對(duì)電機(jī)進(jìn)行尺寸計(jì)算、極槽配合、繞組設(shè)計(jì)等關(guān)鍵步驟和設(shè)計(jì)。用AnsoftMaxwell軟件,建立了一臺(tái)六相永磁同步電機(jī)樣機(jī)模型。對(duì)樣機(jī)進(jìn)行空載和負(fù)載仿真研究,并與相同尺寸結(jié)構(gòu)的三相永磁同步電機(jī)做了對(duì)比。對(duì)六相電機(jī)注入不同幅值的諧波電壓,分析其對(duì)電流、轉(zhuǎn)矩等參數(shù)的影響。結(jié)果表明,采用六相繞組設(shè)計(jì)的電機(jī)可以提高繞組利用率,減小銅耗、附加鐵耗、轉(zhuǎn)矩脈動(dòng);在全橋或半橋逆變器接中線供電的情況下,給六相電機(jī)注入特定幅值的3、5次諧波
4、電壓,可以提高電機(jī)的功率密度,減小電流峰值,提高功率器件的利用率與可靠性,抑制轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。
最后,計(jì)算分析了六相電機(jī)電感參數(shù)隨dq軸電流變化的規(guī)律;利用計(jì)及交叉耦合dq坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型研究了六相電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩的構(gòu)成成份及電感參數(shù)對(duì)電磁轉(zhuǎn)矩的影響;并對(duì)比了六相電機(jī)與三相電機(jī)的電感參數(shù)、電磁轉(zhuǎn)矩的異同。結(jié)果表明,由于兩臺(tái)電機(jī)的磁路結(jié)構(gòu)相同,兩臺(tái)電機(jī)的電感參數(shù)隨dq軸電流變化的規(guī)律是相同的;輸出大轉(zhuǎn)矩時(shí),交叉磁阻轉(zhuǎn)矩降為負(fù)值,導(dǎo)致電機(jī)
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