電動舵機(jī)中永磁同步電機(jī)設(shè)計、分析與控制研究.pdf

1、新一代多電以及全電飛行器中,電動舵機(jī)的應(yīng)用與研究越來越多。電機(jī)作為電動舵機(jī)的功率元件,其性能好壞直接影響到電動舵機(jī)的性能優(yōu)劣和可靠性程度。分?jǐn)?shù)槽集中繞組永磁同步電機(jī)具有磁隔離、物理隔離、熱隔離、電氣隔離和大電感等優(yōu)點(diǎn),因而具有很強(qiáng)的容錯能力,被廣泛應(yīng)用到電動舵機(jī)中,是當(dāng)前電機(jī)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。本文對這種特殊結(jié)構(gòu)的電機(jī)進(jìn)行了詳細(xì)的理論分析和仿真驗(yàn)證,主要工作和創(chuàng)新點(diǎn)如下:
　　首先,分析了電機(jī)容錯技術(shù)和分?jǐn)?shù)槽集中繞組結(jié)構(gòu),明確了設(shè)計的

2、分?jǐn)?shù)槽集中繞組永磁同步電機(jī)必須具有相間電氣隔離和物理隔離,必須采用大的相電感來限制電機(jī)的短路電流,當(dāng)發(fā)生短路故障時,電機(jī)有防止正常相產(chǎn)生的磁通和短路相的磁通相鉸鏈的低互感,甚至沒有互感。通過對比研究,找到了實(shí)現(xiàn)容錯設(shè)計的若干規(guī)律,用于指導(dǎo)本文電機(jī)的設(shè)計。
　　其次,重點(diǎn)研究了一個3相12槽10極分?jǐn)?shù)槽集中繞組永磁同步電機(jī)的電感和諧波。分別建立了電機(jī)的諧波漏感、激磁電感、槽口漏感和槽內(nèi)漏感的數(shù)學(xué)模型,進(jìn)行了詳細(xì)的磁路分析和磁路計算,

3、并通過解析法和有限元法雙重驗(yàn)證找到的設(shè)計規(guī)則,證明了采用容錯方案去設(shè)計3相12槽10極分?jǐn)?shù)槽集中繞組永磁同步電機(jī)完全符合電動舵機(jī)用電機(jī)的要求。
　　再次,利用有限元分析軟件Ansoft設(shè)計了一個3相12槽10極分?jǐn)?shù)槽集中繞組永磁同步電機(jī)仿真模型,對電機(jī)模型進(jìn)行了2維穩(wěn)態(tài)分析和瞬態(tài)分析,再次證明了本文容錯設(shè)計方案正確可行。
　　最后,通過對傳統(tǒng)PWM控制策略的研究,提出了通過檢測輸入三相線電壓來確定傳統(tǒng)逆變器開關(guān)和矩陣變換器開