分數(shù)槽集中繞組永磁同步電機的若干問題研究.pdf

1、分數(shù)槽集中繞組永磁同步電機具有提高功率密度、降低齒槽轉矩、提高容錯能力的潛力，在風力發(fā)電、艦船推進和電動汽車等應用領域具有廣闊的應用前景。近年來，國內外對此種永磁同步電機的研究主要集中在單個槽/極配合諧波分析、磁動勢諧波引起的振動和附加損耗及抑制等方面。然而其繞組和磁路特性的特殊性，使得其參數(shù)和性能的分析、以及電磁設計與傳統(tǒng)整數(shù)槽電機有所不同。本文以分數(shù)槽集中繞組永磁同步電機為研究對象，針對其目前分析和設計中存在的若干問題，系統(tǒng)地展開研

2、究。
　　基于繞組理論系統(tǒng)地研究分數(shù)槽集中繞組諧波繞組系數(shù)及磁動勢通用分析計算方法。詳細分析大量槽/極配合，分別采用單層繞組和雙層繞組時的繞組系數(shù)，總結繞組系數(shù)隨槽/極配合的變化規(guī)律。特別地，研究改變并聯(lián)支路數(shù)時諧波繞組系數(shù)的變化及其機理。然后對不同槽/極配合類型的磁動勢進行分析，總結其諧波分布及其大小的規(guī)律。最后，以繞組系數(shù)、力波振動、齒槽轉矩、損耗作為評價指標，綜合比較幾種槽/極配合類型的優(yōu)缺點，并針對不同應用領域，給出推薦的

3、槽/極配合。
　　基于繞組函數(shù)推導表貼式和內置式分數(shù)槽集中繞組電機的電感解析計算公式，提出并詳細推導不同槽/極配合的槽漏感計算公式，并通過有限元計算進行了對比驗證。研究槽口尺寸對槽漏感的影響，并研究電流相位角對電感特性的影響。然后采用相量法、凍結磁導率法和差分磁鏈法對交–直軸電感進行了研究，對比研究幾種電感計算方法的特點。
　　對永磁電機的弱磁特性進行深入研究。以特征電流、凸極比、永磁磁鏈作為表征永磁電機弱磁能力的三個參數(shù)，

4、研究其對弱磁特性的影響。深入研究分段永磁體內置式永磁電機去磁磁場對磁路飽和的影響，提出分段永磁體提高弱磁能力的機理。并通過對比研究分數(shù)槽集中繞組和整數(shù)槽分布繞組、永磁體分段和不分段內置式永磁電機的弱磁特性，驗證本文提出的結論。
　　深入研究電磁負荷對電磁振動和損耗的影響。在不同運行工況，通過改變電流幅值和電流角，能同時反映磁負荷和電負荷的變化。推導表貼式的氣隙磁密解析計算公式，在此基礎上分析力波大小隨電磁負荷變化的規(guī)律；對于內置式