一種混合永磁記憶電機(jī)的研究.pdf

1、永磁同步電機(jī)由于具有高效率、高功率密度、高控制精度等優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)在工農(nóng)業(yè)、國(guó)防及日常生活中均得到了廣泛的應(yīng)用。然而，永磁同步電機(jī)中永磁體是恒定勵(lì)磁，氣隙磁通通常難以調(diào)節(jié)，限制了其轉(zhuǎn)速范圍。目前，在永磁同步電機(jī)中通常通過(guò)弱磁控制方法進(jìn)行擴(kuò)速。弱磁控制方法能夠有效擴(kuò)展永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)速范圍，然而也存在不少不足之處，如持續(xù)的直軸電流增加了電機(jī)銅耗，降低了電機(jī)在高速區(qū)的效率等。此外，采用混合勵(lì)磁或者通過(guò)電機(jī)某些機(jī)械結(jié)構(gòu)的調(diào)整，也能實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)氣隙磁

2、通的目的，然而這些方式大大增加了電機(jī)的控制及加工的難度，成本也更高。因此，開發(fā)一種能通過(guò)簡(jiǎn)便方式實(shí)現(xiàn)氣隙磁通連續(xù)可調(diào)的永磁同步電機(jī)具有重要的意義，而記憶電機(jī)采用低矯頑力永磁材料，直接通過(guò)改變永磁體的磁化狀態(tài)，從根本上調(diào)節(jié)氣隙磁通，是一種非常有價(jià)值的研究方案。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴在目前已有的電樞繞組調(diào)磁型混合永磁記憶電機(jī)的基礎(chǔ)上了，設(shè)計(jì)了一個(gè)27槽6極電機(jī)模型，并分別針對(duì)鋁鎳鈷和鐵氧體永磁在其中的應(yīng)用進(jìn)行了分析。有限元分析結(jié)

3、果表明，在該類型電機(jī)中，通過(guò)電樞繞組很難實(shí)現(xiàn)低矯頑力永磁體的正向飽和磁化，氣隙磁通可調(diào)節(jié)的范圍非常有限，且交軸電樞反應(yīng)對(duì)低矯頑力永磁體磁性能的影響不可忽視。此外，通過(guò)比較鋁鎳鈷和鐵氧體永磁在該電機(jī)中的應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)鐵氧體永磁在該類混合永磁記憶電機(jī)的設(shè)計(jì)中有較高的應(yīng)用價(jià)值。⑵針對(duì)原電機(jī)中存在的問(wèn)題，提出了采用鐵氧體永磁作為低矯頑力永磁材料且在轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)中增加磁障的改進(jìn)方案。討論磁障的設(shè)計(jì)思路，及對(duì)鐵氧體永磁體的磁化特性和抗交軸電樞反應(yīng)能力帶來(lái)的

4、影響。對(duì)于改進(jìn)的電機(jī)結(jié)構(gòu)，從反電勢(shì)、轉(zhuǎn)矩、鐵氧體永磁體的磁化特性等方面討論了此類電機(jī)中槽極數(shù)的選取方法，分析了一些重要的定轉(zhuǎn)子尺寸參數(shù)對(duì)電機(jī)性能的影響。⑶在改進(jìn)型電機(jī)設(shè)計(jì)方案中，經(jīng)過(guò)參數(shù)優(yōu)化后，最終確定了樣機(jī)的尺寸，并針對(duì)樣機(jī)的性能進(jìn)行了一系列有限元分析，包括鐵氧體永磁體正向和反向飽和磁化狀態(tài)下的磁密分布特點(diǎn)、反電勢(shì)波形、電感特性、轉(zhuǎn)矩特性;交軸電樞反應(yīng)對(duì)鐵氧體永磁體磁性能的影響;鐵氧體永磁體的正向和反向磁化特性;以及轉(zhuǎn)子機(jī)械強(qiáng)度分析。