外轉(zhuǎn)子開關(guān)磁阻電動機的設計及其有限元分析.pdf

1、近年來,電動自行車作為一種新興的綠色代步工具正在興起.電動自行車的驅(qū)動系統(tǒng)是決定其運行性能和經(jīng)濟性的關(guān)鍵所在.目前電動自行車所使用的驅(qū)動電機主要有直流電動機、感應電動機和無刷直流電動機.然而實驗證明,開關(guān)磁阻電機以其控制靈活、結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高、電氣性能優(yōu)良等優(yōu)勢,將成為電動車輛較好的驅(qū)動系統(tǒng)之一.開關(guān)磁阻電機系統(tǒng)是一種較為新型的調(diào)速系統(tǒng),該系統(tǒng)主要由雙凸極式磁阻電機、功率變換器、轉(zhuǎn)子位置傳感器和控制器組成.國內(nèi)外許多學者對開關(guān)磁阻電機

2、系統(tǒng)進行了研究.但是,開關(guān)磁阻電機的一些基礎(chǔ)理論,包括電機設計方法、發(fā)電工作原理和控制策略等尚未成熟和完善,還有許多問題需要進一步研究.該文在對前人成果的廣泛了解和研究的基礎(chǔ)上,總結(jié)了開關(guān)磁阻電機的基本方程、數(shù)學模型及其控制方法,提出了外轉(zhuǎn)子開關(guān)磁阻電機的設計理論方法.與傳統(tǒng)交流電機不同,開關(guān)磁阻電機采用雙凸極鐵心結(jié)構(gòu),并且只在定子上安裝各相勵磁繞組.繞組電流的非正弦與鐵心磁通密度的高飽和是開關(guān)磁阻電機運行的兩個特點;另外,開關(guān)磁阻電機

3、控制參數(shù)多,控制方案靈活,相電流波形隨著電機工作狀態(tài)的不同而變化,無法得到簡單、統(tǒng)一的數(shù)學模型及解析式.因此,傳統(tǒng)電機的性能分析方法對開關(guān)磁阻電機不盡適用.該文在認真總結(jié)研究前人關(guān)于開關(guān)磁阻電動機設計工作的基礎(chǔ)上,對部分設計公式進行了改造,使之適用于外轉(zhuǎn)子開關(guān)磁阻電動機的設計工作.并由此設計了一臺32/24極外轉(zhuǎn)子開關(guān)磁阻電動機.該文最后闡述了有限元方法應用與開關(guān)磁阻電機靜特性的分析.文中應用通用有限元分析軟件ANSYS計算出該文所設計