自測速永磁同步電機的設(shè)計與分析.pdf

1、永磁同步電機結(jié)構(gòu)簡單，功率密度、效率和功率因數(shù)比較高，廣泛應用于各種交流電機的高性能控制及其調(diào)速系統(tǒng)。由永磁同步電機構(gòu)成的高性能交流調(diào)速系統(tǒng)離不開準確的轉(zhuǎn)子速度檢測裝置，但傳感器的安裝不僅增大系統(tǒng)的安裝難度，增加系統(tǒng)的成本，而且降低系統(tǒng)的可靠性。自測速永磁同步電機可以很好地解決這個問題。本文提出了一種自測速永磁同步電機的新型結(jié)構(gòu)，并通過有限元仿真和實驗驗證了該設(shè)計的正確性。
　　首先，本文對永磁同步電機的發(fā)展應用與研究現(xiàn)狀作了簡要

2、介紹，并對永磁同步電機的速度與轉(zhuǎn)子位置檢測方法的研究，永磁同步電機的基本結(jié)構(gòu)、數(shù)學模型、工作原理及其轉(zhuǎn)速檢測原理進行了詳細的介紹。
　　其次，提出了在定子齒上設(shè)置檢測繞組的自測速永磁同步電機新結(jié)構(gòu)，通過檢測繞組中的齒諧波電勢周期或頻率來計算轉(zhuǎn)子速度，從而將速度傳感器與電機這兩種結(jié)構(gòu)融合在一起。利用磁路設(shè)計方法完成了一臺15kW自測速永磁同步電機的設(shè)計，并在Maxwell2D中合理設(shè)計了檢測繞組，計算電機的電感參數(shù)、功角特性等同步性

3、能，驗證了該自測速永磁同步電機設(shè)計的合理性。
　　然后，利用Ansoft maxwell2D有限元仿真軟件，得到了電機的磁力線、氣隙磁密等電磁特性，并對比分析轉(zhuǎn)子不同槽型時的空載氣隙磁密及其對應的齒諧波含量。通過對穩(wěn)態(tài)和動態(tài)過程中電機檢測繞組感應電動勢的求取，驗證了該自測速方法在穩(wěn)態(tài)和動態(tài)工作狀況下測速所具有的有效性和準確性。同時簡單方便地實現(xiàn)電機轉(zhuǎn)向的判斷。
　　最后，對基于單相信號注入法檢測電機轉(zhuǎn)子初始位置，采用直流偏置