新型橫向磁場永磁電機設計與研究.pdf

1、作為一種逆變器供電的新穎電動機結構形式，橫向磁場永磁電動機(TFPM)具有運行轉速低、輸出力矩大、可靠性高和過載能力強等顯著優(yōu)點，在電氣直接驅動領域得到了日益廣泛的重視；然而其結構復雜、制造難度大、生產成本高和設計分析手段匱乏等一直是制約其發(fā)展的關鍵問題。本文提出了一種新型拓撲結構的橫向磁場永磁電動機，并籍此對橫向磁場永磁電動機進行了深入系統(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外橫向磁場永磁電動機的

2、發(fā)展現狀和現有各種類形拓撲結構的基礎上，提出了一種不同于現有定子結構形式的新型橫向磁場永磁電動機的拓撲結構形式。這種新型橫向磁場永磁電動機的定子采用了具有裝配定位功能的槽形口的公共聯結鐵心，從而內外定子磁極鐵心可以積木式地直接插入公共聯結鐵心的槽形口中，大大簡化了制造工藝，降低了生產成本，顯著提高了定子部件的裝配定位精度和電動機生產的標準化程度，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磁場結構的復雜性，以及由電樞

3、電流產生的定子磁場和由永磁體產生的轉子磁場各自處在相互垂直平面內的特點，深入研究了三維磁網絡法的基礎理論，以及三維磁網絡法在永磁體和載流線圈的內部磁場計算中的具體應用，進而利用三維磁網絡法計算了橫向磁場永磁電動機的主要參數和工作特性。因此，本課題的研究有力地促進了科學研究與工程實用計算之間的有機緊密的結合。 第三，根據兩相橫向磁場永磁電動機結構特點和運行特性，設計制作了相應的驅動系統(tǒng)，詳盡地分析了兩相橫向磁場永磁電動機在單極性導

4、通模式下運行的工作特性。 第四，建立了橫向磁場永磁電動機的數學模型，在MatLab/SimuLink軟件平臺上開發(fā)了橫向磁場永磁電動機的通用模塊化數字仿真模型。在此基礎上，完成了本課題試驗樣機及其控制系統(tǒng)的動態(tài)仿真，優(yōu)化了控制策略，分析了不同模式下運行的橫向磁場永磁電動機的工作特性。同時，本課題把自主開發(fā)的通用模塊化數字仿真模型與3DFEM結合起來，創(chuàng)建了比較完善的橫向磁場永磁電動機軟件開發(fā)平臺，為進一步研究橫向磁場永磁電動機及