徑向磁場調(diào)制型無刷雙轉(zhuǎn)子電機的研究.pdf

1、混合動力汽車中，基于行星齒輪、發(fā)電機和電動機的電控無級變速傳動系統(tǒng)是目前最成功的混合動力驅(qū)動系統(tǒng)。磁場調(diào)制型無刷雙轉(zhuǎn)子電機與傳統(tǒng)電機相配合，不僅能夠取代行星齒輪系統(tǒng)為車輛負載和發(fā)動機之間提供轉(zhuǎn)速差和轉(zhuǎn)矩差，實現(xiàn)無級變速功能，而且解決了以往有刷復合電機中內(nèi)轉(zhuǎn)子繞組發(fā)熱嚴重和電刷滑環(huán)結(jié)構(gòu)帶來電機可靠性下降的問題。本文針對徑向磁場調(diào)制型無刷雙轉(zhuǎn)子電機(Radial Magnetic-Field-Modulated Brushless Doub

2、le-Rotor Machine, RMFM-BDRM)進行深入的研究。
　　首先，針對 RMFM-BDRM工作原理的特殊性，采用解析法對該電機的運行原理進行推導和分析，推導了永磁轉(zhuǎn)子永磁體極對數(shù)、調(diào)制環(huán)轉(zhuǎn)子導磁塊數(shù)和定子電樞磁場極對數(shù)之間滿足的數(shù)學關系式，建立了永磁轉(zhuǎn)子、調(diào)制環(huán)轉(zhuǎn)子和定子電樞三者之間轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的數(shù)學模型，為電機的設計和控制提供了參考依據(jù)。同時采用有限元法對不同結(jié)構(gòu)特點的電機模型進行仿真分析，通過對電機的氣隙磁場、

3、反電勢和輸出力矩等性能評估，驗證了該電機工作原理的正確性和方案實施的可行性。
　　其次，研究了 RMFM-BDRM系統(tǒng)功率流問題，在此基礎上，探討了該電機運行的基本模式，提出了該電機設計時遵循的基本原則和設計方法，為電機的電磁設計提供理論指導。探討了永磁體和導磁塊的匹配關系對電機的氣隙磁場和反電勢的影響，為電機結(jié)構(gòu)方案的選取提供參考依據(jù)。
　　再次，對 RMFM-BDRM的功率因數(shù)和力矩等問題進行了研究，為提高電機的電磁性能

4、奠定了基礎。結(jié)合已有的電機方案，分析了該電機功率因數(shù)偏低的原因，并提出了提高該電機功率因數(shù)的方法。根據(jù)提出的方法，探討了導磁塊與永磁體的配比、導磁塊的跨距、厚度、氣隙長度及電機長徑比對電機的功率因數(shù)的影響。同時從提高電機力矩極限輸出能力的角度，研究了導磁塊跨距、厚度和定子槽口對電機輸出力矩和力矩波動的影響。
　　最后，針對電機鐵心損耗產(chǎn)生的機理，研究了電機在空載和負載情況下，永磁轉(zhuǎn)子鐵心、永磁體、調(diào)制環(huán)轉(zhuǎn)子鐵心和定子鐵心中磁場的分