分?jǐn)?shù)槽集中繞組永磁同步電機(jī)的若干問(wèn)題研究.pdf

1、分?jǐn)?shù)槽集中繞組永磁同步電機(jī)具有提高功率密度、降低齒槽轉(zhuǎn)矩、提高容錯(cuò)能力的潛力，在風(fēng)力發(fā)電、艦船推進(jìn)和電動(dòng)汽車等應(yīng)用領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外對(duì)此種永磁同步電機(jī)的研究主要集中在單個(gè)槽/極配合諧波分析、磁動(dòng)勢(shì)諧波引起的振動(dòng)和附加損耗及抑制等方面。然而其繞組和磁路特性的特殊性，使得其參數(shù)和性能的分析、以及電磁設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)整數(shù)槽電機(jī)有所不同。本文以分?jǐn)?shù)槽集中繞組永磁同步電機(jī)為研究對(duì)象，針對(duì)其目前分析和設(shè)計(jì)中存在的若干問(wèn)題，系統(tǒng)地展開(kāi)研

2、究。
　　基于繞組理論系統(tǒng)地研究分?jǐn)?shù)槽集中繞組諧波繞組系數(shù)及磁動(dòng)勢(shì)通用分析計(jì)算方法。詳細(xì)分析大量槽/極配合，分別采用單層繞組和雙層繞組時(shí)的繞組系數(shù)，總結(jié)繞組系數(shù)隨槽/極配合的變化規(guī)律。特別地，研究改變并聯(lián)支路數(shù)時(shí)諧波繞組系數(shù)的變化及其機(jī)理。然后對(duì)不同槽/極配合類型的磁動(dòng)勢(shì)進(jìn)行分析，總結(jié)其諧波分布及其大小的規(guī)律。最后，以繞組系數(shù)、力波振動(dòng)、齒槽轉(zhuǎn)矩、損耗作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，綜合比較幾種槽/極配合類型的優(yōu)缺點(diǎn)，并針對(duì)不同應(yīng)用領(lǐng)域，給出推薦的

3、槽/極配合。
　　基于繞組函數(shù)推導(dǎo)表貼式和內(nèi)置式分?jǐn)?shù)槽集中繞組電機(jī)的電感解析計(jì)算公式，提出并詳細(xì)推導(dǎo)不同槽/極配合的槽漏感計(jì)算公式，并通過(guò)有限元計(jì)算進(jìn)行了對(duì)比驗(yàn)證。研究槽口尺寸對(duì)槽漏感的影響，并研究電流相位角對(duì)電感特性的影響。然后采用相量法、凍結(jié)磁導(dǎo)率法和差分磁鏈法對(duì)交–直軸電感進(jìn)行了研究，對(duì)比研究幾種電感計(jì)算方法的特點(diǎn)。
　　對(duì)永磁電機(jī)的弱磁特性進(jìn)行深入研究。以特征電流、凸極比、永磁磁鏈作為表征永磁電機(jī)弱磁能力的三個(gè)參數(shù)，

4、研究其對(duì)弱磁特性的影響。深入研究分段永磁體內(nèi)置式永磁電機(jī)去磁磁場(chǎng)對(duì)磁路飽和的影響，提出分段永磁體提高弱磁能力的機(jī)理。并通過(guò)對(duì)比研究分?jǐn)?shù)槽集中繞組和整數(shù)槽分布繞組、永磁體分段和不分段內(nèi)置式永磁電機(jī)的弱磁特性，驗(yàn)證本文提出的結(jié)論。
　　深入研究電磁負(fù)荷對(duì)電磁振動(dòng)和損耗的影響。在不同運(yùn)行工況，通過(guò)改變電流幅值和電流角，能同時(shí)反映磁負(fù)荷和電負(fù)荷的變化。推導(dǎo)表貼式的氣隙磁密解析計(jì)算公式，在此基礎(chǔ)上分析力波大小隨電磁負(fù)荷變化的規(guī)律；對(duì)于內(nèi)置式