徑向疊片磁障式轉(zhuǎn)子雙饋無刷電機(jī)的研究.pdf

1、徑向疊片磁障式轉(zhuǎn)子雙饋無刷電機(jī)(Radially Laminated Magnetic-BarrierRotor Doubly-Excited Brushless Machine，簡(jiǎn)稱為RLMB-rotor DEBM)是一種新型的交流變速電機(jī)，其定子上有兩套極數(shù)不同的正弦分布交流繞組，一套定子繞組直接與電網(wǎng)連接，另一套定子繞組通過AC/DC/AC雙向整流逆變器與電網(wǎng)連接，轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，采用徑向疊片磁障式(RLMB)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，取消了電刷和

2、滑環(huán)。該電機(jī)可實(shí)現(xiàn)異步、同步和雙饋多種運(yùn)行方式，還能實(shí)現(xiàn)有功功率和無功功率的獨(dú)立調(diào)節(jié)，在各種節(jié)能變速驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和各種變速發(fā)電系統(tǒng)等方面有著廣泛的應(yīng)用前景。
　　 本文對(duì)徑向疊片磁障式轉(zhuǎn)子雙饋無刷電機(jī)(RLMB-rotor DEBM)的相關(guān)理論進(jìn)行研究，主要工作如下：
　　 從解析分析角度出發(fā)，引入繞組函數(shù)理論，分析了徑向疊片磁障式轉(zhuǎn)子雙饋無刷電機(jī)(RLMB-rotor DEBM)的工作原理，推導(dǎo)出電機(jī)內(nèi)部的各種約束關(guān)系，研

3、究了電機(jī)內(nèi)部的機(jī)電能量轉(zhuǎn)換機(jī)理，建立了電機(jī)的解析磁鏈模型，并應(yīng)用該模型對(duì)各定子繞組的自感與互感、兩套定子繞組之間的互感、電機(jī)的氣隙磁通密度分布、以及電磁轉(zhuǎn)矩等進(jìn)行了解析計(jì)算和分析。
　　 利用有限元理論，建立了徑向疊片磁障式轉(zhuǎn)子雙饋無刷電機(jī)(RLMB-rotorDEBM)的電磁場(chǎng)分析模型，計(jì)算了電機(jī)的電感參數(shù)、氣隙磁場(chǎng)的分布、電磁轉(zhuǎn)矩特性和電機(jī)的端部特性等，并分析了轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)和轉(zhuǎn)子極數(shù)(即兩套定子繞組極數(shù)配合)變化對(duì)電機(jī)磁耦合

4、性能的影響。
　　 根據(jù)對(duì)徑向疊片磁障式轉(zhuǎn)子雙饋無刷電機(jī)(RLMB-rotor DEBM)電磁過程的分析，并計(jì)及兩套定子繞組之間的匝數(shù)折算、頻率折算和極數(shù)轉(zhuǎn)換的影響，推導(dǎo)了電機(jī)的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型和動(dòng)態(tài)等效電路。
　　 設(shè)計(jì)并試制了徑向疊片磁障式轉(zhuǎn)子雙饋無刷電機(jī)(RLMB-rotor DEBM)的實(shí)驗(yàn)樣機(jī)，對(duì)樣機(jī)的各種運(yùn)行方式進(jìn)行了相關(guān)的實(shí)驗(yàn)測(cè)試，并將實(shí)驗(yàn)結(jié)果與電磁場(chǎng)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比分析。
　　 最后，針對(duì)大功率徑向