新型混合勵(lì)磁爪極電機(jī)及其弱磁調(diào)速研究.pdf

1、混合勵(lì)磁爪極電機(jī)(Hybrid Excitation Claw Pole Machine，HECPM)是由勵(lì)磁繞組和永磁體共同提供勵(lì)磁磁勢(shì)的爪極電機(jī)。爪極電機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于制造、成本低等優(yōu)點(diǎn)。電勵(lì)磁有刷爪極電機(jī)能夠通過(guò)改變勵(lì)磁電流靈活地調(diào)節(jié)電機(jī)內(nèi)磁場(chǎng)，但是其極間漏磁、勵(lì)磁損耗高等問(wèn)題較嚴(yán)重;傳統(tǒng)的永磁同步電機(jī)(PermanentMagnet Synchronous Machine，PMSM)的勵(lì)磁磁勢(shì)無(wú)法調(diào)節(jié)，通常利用增加直軸電流的

2、方式進(jìn)行弱磁控制，雖然有助于拓寬轉(zhuǎn)速范圍但存在銅耗增加、永磁體退磁等問(wèn)題;HECPM采用電勵(lì)磁和永磁勵(lì)磁相結(jié)合的方式，既能夠方便地調(diào)節(jié)勵(lì)磁又有較好的性能，具有很高的研究?jī)r(jià)值。
　　本文主要研究一種新型結(jié)構(gòu)的混合勵(lì)磁爪極電機(jī)，其爪極形狀由常用的等腰梯形改進(jìn)為直角梯形，以便于在制造時(shí)放置極間永磁體;并且轉(zhuǎn)子電勵(lì)磁繞組經(jīng)過(guò)勵(lì)磁支架直接焊接于電機(jī)的端蓋上，舍棄了電刷-滑環(huán)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的無(wú)刷化。本文圍繞該電機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、三維場(chǎng)分析、磁路計(jì)

3、算、電感測(cè)量以及電動(dòng)運(yùn)行時(shí)勵(lì)磁控制方法的選擇等方面進(jìn)行了如下的研究工作:
　　1.介紹了電機(jī)勵(lì)磁方式的歷史變化和發(fā)展趨勢(shì)，從爪極電機(jī)和混合勵(lì)磁電機(jī)弱磁控制兩個(gè)方面對(duì)電機(jī)的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了綜述。
　　2.介紹HECPM的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及工作原理，通過(guò)建立HECPM的三維有限元靜態(tài)場(chǎng)和瞬態(tài)場(chǎng)分析模型，在分析其磁場(chǎng)分布特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，對(duì)電機(jī)內(nèi)氣隙磁場(chǎng)的調(diào)節(jié)原理以及電機(jī)的空載特性進(jìn)行了分析與研究。
　　3.建立HECPM的等效磁網(wǎng)絡(luò)模型

4、，分別對(duì)電機(jī)各部分切分單元的磁阻進(jìn)行了計(jì)算，將電機(jī)簡(jiǎn)化為一個(gè)磁網(wǎng)絡(luò)，建立對(duì)應(yīng)的結(jié)點(diǎn)磁位方程。利用Matlab對(duì)等效磁網(wǎng)絡(luò)算法進(jìn)行編程，得出HECPM的空載磁場(chǎng)結(jié)果。
　　4.推導(dǎo)了HECPM中各電感參數(shù)間的關(guān)系，并采用道爾頓法對(duì)樣機(jī)進(jìn)行了電感測(cè)試。對(duì)比參數(shù)測(cè)試結(jié)果與有限元仿真分析結(jié)果，驗(yàn)證了該測(cè)試方法適用于HECPM的參數(shù)測(cè)試。
　　5.在dq0坐標(biāo)系下建立HECPM的數(shù)學(xué)模型，利用Matlab/simulink軟件搭建HE