基于場(chǎng)-路耦合分析的開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)與鐵耗抑制研究.pdf

1、開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)作為一種新型調(diào)速系統(tǒng)，憑借其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)可靠等優(yōu)點(diǎn)，在一系列工業(yè)領(lǐng)域取得了廣泛應(yīng)用。但一方面，由于此類(lèi)電機(jī)內(nèi)部磁場(chǎng)的高度非線性以及邊緣效應(yīng)的影響，導(dǎo)致其存在轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)大、噪聲明顯等缺陷。另一方面，隨著電機(jī)容量的提升，其鐵磁損耗也明顯增大，由此帶來(lái)的發(fā)熱溫升問(wèn)題，也會(huì)對(duì)電機(jī)安全運(yùn)行帶來(lái)一定的隱患。上述問(wèn)題的存在，嚴(yán)重制約了開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的進(jìn)一步發(fā)展和應(yīng)用。本文從優(yōu)化開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)本體結(jié)構(gòu)的角度出發(fā)，通過(guò)改進(jìn)定子極面結(jié)構(gòu)，達(dá)到優(yōu)化電

2、機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)和鐵耗的目的。
　　首先，基于開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)電磁場(chǎng)邊值問(wèn)題和電路方程，建立了其場(chǎng)-路耦合模型。運(yùn)用Maxwell電磁場(chǎng)有限元分析軟件，對(duì)其進(jìn)行了有限元靜態(tài)和動(dòng)態(tài)分析。有限元靜態(tài)分析中，將仿真所得電磁曲線應(yīng)用于電機(jī)Matlab仿真和實(shí)際調(diào)速實(shí)驗(yàn)當(dāng)中，控制效果良好，一定程度上證明了電機(jī)模型和仿真結(jié)果的正確性和合理性。有限元?jiǎng)討B(tài)分析中，采用電流斬波控制，進(jìn)一步檢驗(yàn)?zāi)Ｐ偷恼_性和合理性。
　　其次，分析揭示了開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)定、

3、轉(zhuǎn)子極弧寬度、主要尺寸、氣隙長(zhǎng)度、繞組形式等結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)和鐵耗的影響規(guī)律。通過(guò)有限元分析得到了直觀的對(duì)比結(jié)果，為電機(jī)結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步優(yōu)化奠定了基礎(chǔ)。
　　最后，本文提出了一種基于定子極面形狀的優(yōu)化設(shè)計(jì)，將傳統(tǒng)電機(jī)的氣隙結(jié)構(gòu)改為兩段式的氣隙結(jié)構(gòu)，改善了電機(jī)齒尖部分的電磁場(chǎng)分布，達(dá)到抑制轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)和鐵耗的目的。分別對(duì)優(yōu)化方案中的兩個(gè)參數(shù)進(jìn)行了有限元分析，得到了其對(duì)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的影響規(guī)律，確定了最優(yōu)的結(jié)構(gòu)參數(shù)。利用Matlab仿真軟件對(duì)比了