軸向疊片各向異性轉(zhuǎn)子無刷雙饋電機研究.pdf

1、無刷雙饋電機（BDFM）結(jié)構(gòu)新穎、可靠性高且變頻器容量較小，作為電動機時，可實現(xiàn)變頻調(diào)速；作為發(fā)電機時，可用于變速恒頻發(fā)電。
　　BDFM的性能與轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，常用的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)主要有：特殊籠型、繞線式以及磁阻式。特殊籠型結(jié)構(gòu)適用于大容量電機，但氣隙磁場諧波含量大，效率較低；繞線式結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子繞組可靈活設(shè)計且氣隙磁場諧波含量小，效率較高，現(xiàn)已進入實用狀態(tài)，但在某些運行點處電機可能會不穩(wěn)定；磁阻式轉(zhuǎn)子電機損耗小，效率高，適用于高速運行

2、，但設(shè)計困難，且削弱氣隙磁場諧波分量的方法相對有限。
　　為進一步弄清楚該種電機的特性，本文針對磁阻式結(jié)構(gòu)中的一種：軸向疊片各向異性（Axially laminated anisotropic, ALA）轉(zhuǎn)子進行研究，側(cè)重于分析這種BDFM內(nèi)部的電磁關(guān)系以及轉(zhuǎn)子參數(shù)變化對電機性能的影響，并通過有限元仿真來驗證所得結(jié)論的正確性，以利于今后研究的進一步進行。
　　本文工作的主要內(nèi)容包括：
　　首先，簡單介紹了BDFM的研究

3、歷程以及國內(nèi)外學者所做的主要工作，闡述了BDFM的定、轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，重點分析了其運行原理并總結(jié)了幾種常見的運行方式。
　　其次，在對ALA轉(zhuǎn)子BDFM的電機結(jié)構(gòu)進行簡化的基礎(chǔ)上，利用數(shù)學方法推導出不飽和運行狀態(tài)下氣隙磁密分布的表達式。通過對氣隙磁密表達式的分析，說明了兩個繞組產(chǎn)生的相同極對數(shù)的基波磁密間的角度關(guān)系，并進一步得到了電感以及轉(zhuǎn)矩表達式。同時，對電機的電壓方程以及功率傳遞情況也進行了說明。
　　然后，對一臺4/2對極A

4、LA轉(zhuǎn)子BDFM的定子繞組進行排布并給出諧波分析結(jié)果。在已求得的氣隙磁密的數(shù)學表達式基礎(chǔ)上對轉(zhuǎn)子參數(shù)變化進行分析，找到影響氣隙磁密基波以及定子兩個繞組間耦合能力的主要因素，說明了在優(yōu)化電機性能時可采取的措施以及這些措施之間的矛盾之處。
　　最后，對一臺4/2對極ALA轉(zhuǎn)子BDFM做了有限元仿真，驗證了氣隙磁密、功角、電感、轉(zhuǎn)矩表達式以及功率分配關(guān)系的正確性。通過對不同情況下得到的電感值的分析，證實了有關(guān)轉(zhuǎn)子參數(shù)變化對磁場造成的影響