雙定子錐形永磁同步電機(jī)的基礎(chǔ)研究.pdf

1、永磁同步電機(jī)已經(jīng)成為車用電機(jī)的研究熱點(diǎn),然而其高轉(zhuǎn)矩密度和寬轉(zhuǎn)速運(yùn)行范圍在電磁參數(shù)設(shè)計(jì)上具有矛盾性。本文提出一種新型雙定子錐形永磁同步輪轂電機(jī),能夠在提高轉(zhuǎn)矩密度的同時(shí)增強(qiáng)電機(jī)弱磁能力、拓寬電機(jī)轉(zhuǎn)速范圍。針對(duì)雙定子錐形永磁同步電機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)難點(diǎn)、磁路分析與數(shù)學(xué)建模、磁場(chǎng)分布特點(diǎn)、軸向磁拉力與控制系統(tǒng)概述、電磁轉(zhuǎn)矩與電感參數(shù)展開研究,為該種結(jié)構(gòu)電機(jī)提供設(shè)計(jì)思想和計(jì)算理論。
　　本文概述了雙定子錐形永磁同步電機(jī)不同結(jié)構(gòu)形式,選擇外

2、定子圓柱形、內(nèi)定子錐形的結(jié)構(gòu)。探討轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),考慮到雙定子錐形電機(jī)空間限制及高轉(zhuǎn)矩密度的要求,采用雙面表貼式結(jié)構(gòu)。研究軸向力的性質(zhì),給出軸向平衡裝置的設(shè)計(jì)建議,設(shè)計(jì)雙定子錐形永磁同步電機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)。為方便外、內(nèi)定子獨(dú)立控制和靈活設(shè)計(jì),采用了外、內(nèi)定子完全解耦的分離式磁路形式,給出分離式結(jié)構(gòu)雙定子錐形電機(jī)的磁網(wǎng)絡(luò)模型和數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)模型,定性分析在軸向位移的變化過程中電機(jī)主要參數(shù)的變化趨勢(shì)。利用三維有限元法分別對(duì)外、內(nèi)單定子電機(jī)與雙定子電機(jī)

3、的氣隙磁密等參數(shù)進(jìn)行對(duì)比,給出外、內(nèi)電機(jī)的最優(yōu)工作參數(shù)并驗(yàn)證分離式雙定子電機(jī)內(nèi)外磁路完全解耦的磁路特點(diǎn)。分析在定轉(zhuǎn)子鐵心等長與定子鐵心長于轉(zhuǎn)子兩種情況下,外內(nèi)氣隙磁密、空載反電勢(shì)隨軸向位移的變化規(guī)律和分布特性。推導(dǎo)雙定子錐形永磁同步電機(jī)軸向磁拉力的表達(dá)式,提出內(nèi)、外電機(jī)的軸向磁拉力都分別存在正位力分量與錐角力分量。分別探討不同錐角、不同鐵心長度、不同軸向位移、不同交直軸電流下內(nèi)、外電機(jī)軸向磁拉力的變化,提出利用定子鐵心長于轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)消除