新型永磁外轉(zhuǎn)子爪極發(fā)電機(jī)的磁電模型建立與三維有限元分析.pdf

1、永磁外轉(zhuǎn)子爪極電機(jī)是近年來(lái)出現(xiàn)的一種新型結(jié)構(gòu)電機(jī)，由于其具有轉(zhuǎn)矩和功率密度高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和制造成本低等優(yōu)點(diǎn)而受到廣泛關(guān)注。永磁外轉(zhuǎn)子爪極電機(jī)的結(jié)構(gòu)新穎，其運(yùn)行基理和性能分析與設(shè)計(jì)方法與常規(guī)電機(jī)有較大不同，且爪極材料比較特殊，但目前國(guó)內(nèi)對(duì)該種電機(jī)的研究較少，尚有許多問(wèn)題需要解決。論文主要圍繞永磁外轉(zhuǎn)子爪極發(fā)電機(jī)的分析與設(shè)計(jì)方法開(kāi)展研究，所做工作主要包括以下幾個(gè)部分： 首先，分析了永磁外轉(zhuǎn)子爪極發(fā)電機(jī)的基本電磁關(guān)系以及電機(jī)主磁通與漏磁

2、通的分布規(guī)律，建立了永磁外轉(zhuǎn)子爪極發(fā)電機(jī)的等效磁路和電路模型。對(duì)其爪極所用的特殊軟磁復(fù)合材料進(jìn)行了論述，簡(jiǎn)要說(shuō)明了軟磁復(fù)合材料的特性。在此基礎(chǔ)上，推導(dǎo)了電機(jī)關(guān)鍵部分的磁阻計(jì)算公式。 其次，對(duì)永磁外轉(zhuǎn)子爪極發(fā)電機(jī)進(jìn)行了磁場(chǎng)分析。根據(jù)對(duì)永磁外轉(zhuǎn)子爪極發(fā)電機(jī)整體模型的磁場(chǎng)分析，提出了符合周期對(duì)稱邊界條件的求解模型，大大減少了求解時(shí)間。在此基礎(chǔ)上，對(duì)永磁外轉(zhuǎn)子爪極發(fā)電機(jī)的三維靜態(tài)和瞬態(tài)磁場(chǎng)進(jìn)行了分析，研究了電機(jī)的空載反電動(dòng)勢(shì)及氣隙磁密分

3、布，并利用傅立葉分析計(jì)算了電壓波形正弦性畸變率。 然后，用三維有限元方法，對(duì)不同參數(shù)下的永磁外轉(zhuǎn)子爪極發(fā)電機(jī)的漏磁系數(shù)進(jìn)行了建模、計(jì)算和分析，得到了電機(jī)的漏磁系數(shù)和不同結(jié)構(gòu)參數(shù)之間的關(guān)系，對(duì)進(jìn)一步研究、分析和優(yōu)化該類電機(jī)具有一定的參考價(jià)值。 最后，基于永磁外轉(zhuǎn)子爪極發(fā)電機(jī)的等效磁路和電路模型，編制了電機(jī)的電磁設(shè)計(jì)仿真軟件，對(duì)電機(jī)的運(yùn)行特性進(jìn)行了仿真研究；對(duì)仿真分析和有限元磁場(chǎng)分析計(jì)算得到的結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比分析，從而間接驗(yàn)證