電動舵機中永磁同步電機設(shè)計、分析與控制研究.pdf

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

2、分數(shù)槽集中繞組永磁同步電機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的短路電流,當發(fā)生短路故障時,電機有防止正常相產(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,找到了實現(xiàn)容錯設(shè)計的若干規(guī)律,用于指導本文電機的設(shè)計。
　　其次,重點研究了一個3相12槽10極分數(shù)槽集中繞組永磁同步電機的電感和諧波。分別建立了電機的諧波漏感、激磁電感、槽口漏感和槽內(nèi)漏感的數(shù)學模型,進行了詳細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極分數(shù)槽集中繞組永磁同步電機完全符合電動舵機用電機的要求。
　　再次,利用有限元分析軟件Ansoft設(shè)計了一個3相12槽10極分數(shù)槽集中繞組永磁同步電機仿真模型,對電機模型進行了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