內(nèi)置式永磁同步電機(jī)設(shè)計(jì)及弱磁性能研究.pdf

1、稀土永磁同步電機(jī)早在上世紀(jì)七十年代就開(kāi)始出現(xiàn),現(xiàn)在已被廣泛使用,其具有重量輕、體積小、效率高、弱磁擴(kuò)速能力強(qiáng)等一系列優(yōu)點(diǎn),成為航空、航天、武器裝備、電動(dòng)汽車(chē)等領(lǐng)域重要發(fā)展方向。由于永磁同步電機(jī)磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,使得計(jì)算準(zhǔn)確度差,磁極形狀與尺寸的優(yōu)化,調(diào)速性能等都是永磁電機(jī)設(shè)計(jì)的難點(diǎn)。這些年來(lái),永磁電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)器的設(shè)計(jì)成了電機(jī)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)課題。
　　本文主要研究?jī)?nèi)容是對(duì)內(nèi)置式永磁同步電機(jī)設(shè)計(jì)及弱磁性能的研究。通過(guò)介紹永磁同步電機(jī)及其控

2、制技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)及現(xiàn)狀基礎(chǔ)上,開(kāi)發(fā)高性能永磁同步電動(dòng)機(jī)顯得越來(lái)越重要。從永磁電機(jī)的電磁結(jié)構(gòu)出發(fā),研究齒槽轉(zhuǎn)矩的產(chǎn)生及抑制方法,通過(guò)優(yōu)化電機(jī)參數(shù),減小轉(zhuǎn)矩脈動(dòng),并結(jié)合永磁同步電動(dòng)機(jī)弱磁控制分析弱磁擴(kuò)速問(wèn)題。
　　本文介紹了永磁同步電機(jī)設(shè)計(jì)方法,包括繞組設(shè)計(jì)及轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等;接著詳細(xì)介紹了不同的轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)及運(yùn)用場(chǎng)合,并討論了其優(yōu)缺點(diǎn),然后運(yùn)用Ansoft有限元分析軟件對(duì)比分析了內(nèi)置式結(jié)構(gòu)和表貼式結(jié)構(gòu)永磁電機(jī)的各項(xiàng)性能,得出內(nèi)置式結(jié)構(gòu)

3、的永磁電機(jī)性能更佳。再闡述內(nèi)置式永磁電機(jī)齒槽轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的原理,討論了削弱齒槽轉(zhuǎn)矩的方法,如改變極弧系數(shù)、改變槽口寬度、極槽數(shù)配合、斜槽等,同時(shí)通過(guò)優(yōu)化電機(jī)參數(shù),對(duì)齒槽轉(zhuǎn)矩進(jìn)行了有限元仿真,使得內(nèi)置式永磁電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)更小。
　　根據(jù)內(nèi)置式永磁同步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型來(lái)推導(dǎo)出影響弱磁擴(kuò)速的主要電機(jī)參數(shù)的計(jì)算式,包括永磁磁鏈和直軸電感,并從永磁體設(shè)計(jì)、氣隙長(zhǎng)度、極弧系數(shù)及定子槽口寬度這四個(gè)角度來(lái)優(yōu)化電機(jī),使永磁同步電機(jī)在高速時(shí)具有更好的弱磁擴(kuò)速