雙定子多自由度永磁同步電機(jī)研究.pdf

1、隨著科技的不斷發(fā)展，機(jī)電系統(tǒng)日趨復(fù)雜化，簡單的單自由度電機(jī)已很難滿足需求，多自由度電機(jī)越來越受到工業(yè)界的歡迎。本文提出了一種新型多自由度電機(jī)方案，該電機(jī)集成旋轉(zhuǎn)電機(jī)、徑向磁軸承和直線電機(jī)于一體，可以有效實(shí)現(xiàn)六自由度控制，提高電機(jī)的弱磁擴(kuò)速能力，拓寬恒功率范圍。本文將從以下幾個(gè)方面對雙定子多自由度永磁同步電機(jī)展開研究：
　　首先，在總結(jié)常見的幾種多自由度電機(jī)結(jié)構(gòu)及其耦合問題的基礎(chǔ)上，提出了雙定子多自由度永磁同步電機(jī)方案。之后針對本研

2、究所提出的電機(jī)，從結(jié)構(gòu)及功能出發(fā)，對其總體配置方案及各部分結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行分析。主要包括外部旋轉(zhuǎn)電機(jī)定轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)及配置方式，內(nèi)部直線電機(jī)初次級結(jié)構(gòu)及配置方式，懸浮單元的結(jié)構(gòu)及其徑向力的產(chǎn)生機(jī)理和影響因素分析。
　　其次，雙定子多自由度永磁同步電機(jī)氣隙磁場分布不同于傳統(tǒng)電機(jī)，本文采用解析法分別對外部旋轉(zhuǎn)電機(jī)及內(nèi)部直線電機(jī)進(jìn)行數(shù)學(xué)建模，對他們產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場及行波磁場分布進(jìn)行解析計(jì)算，在此基礎(chǔ)上，研究不同充磁方式時(shí)內(nèi)外氣隙磁場的分布規(guī)律，并利

3、用有限元法進(jìn)行仿真驗(yàn)證。
　　然后，針對雙定子多自由度電機(jī)中的耦合問題，對旋轉(zhuǎn)磁場對內(nèi)部氣隙和行波磁場對外部氣隙的耦合特性進(jìn)行研究。采用解析法對內(nèi)外永磁體不同充磁方式，極對數(shù)及轉(zhuǎn)子材料對磁場耦合特性的影響進(jìn)行定量研究，并利用有限元法進(jìn)行仿真驗(yàn)證。在此基礎(chǔ)上，提出雙定子多自由度永磁同步電機(jī)的抗耦設(shè)計(jì)原則。
　　最后研究雙定子多自由度永磁同步電機(jī)的運(yùn)行性能。在外部旋轉(zhuǎn)電機(jī)方面，對弱磁擴(kuò)速時(shí)外部旋轉(zhuǎn)電機(jī)的空載反電勢和轉(zhuǎn)矩特性進(jìn)行理