新型軸向分段式外永磁轉子爪極電機研究

發布日期：2017-07-03 來源：中國知網 作者：白海軍 , 張鳳閣 瀏覽次數：536

在對軸向分段式外永磁轉子爪極電機的結構特點以及運行機理進行分析的基礎上, 建立了其等效磁路模型和電路模型, 并編寫了該種電機的電磁設計仿真程序, 對該種電機的運行情況進行深入研究;為了準確得到電機的各種參數, 對該種電機進行了三維電磁場分析, 運用有限元工具軟件分析了它的磁通密度分布及空載反電動勢的情況;并提出一種場路耦合仿真方法實現了對該種電機及其控制系統的整體運行情況的仿真;最后在理論研究的基礎上提出了該特種電機的設計特點和設計方法, 并研制了一臺12極實驗樣機;通過樣機實驗結果與理論分析的對比, 驗證了理論工作的正確性和可行性, 為深入研究該種爪極電機奠定了基礎。
軸向分段式外永磁轉子爪極電機(以下簡稱ASCPM)是在傳統電勵磁爪極電機基礎上發展起來的, 具有結構簡單、制造成本低、無刷可靠和轉矩密度高等突出優點。傳統電勵磁爪極電機作為汽車電能的來源, 由于其制造成本比同等功率的電機低而

且制造工藝簡單、運行安全可靠, 盡管該種電機的漏磁通大、效率也不高, 但還是得到了汽車制造廠商的認可、大批量的生產和應用, 估計今后對該種電機的需求還會增加[ 1] 。然而汽車廠商更希望使用的電機具有效率更高、體積更小、重量輕且轉矩密度高的特點。軸向分段式外永磁轉子爪極電機具有轉矩和功率密度高等優點, 因而受到廣泛關注。這種新型電機的出現不僅充分發揮了汽車用電勵磁爪極電機的優勢, 而且還會有廣闊的應用前景。ASCPM容易做成多極, 適合于在中頻或較高頻率下運行, 適合于作為調速電機應用于電氣傳動系統, 作為小型風力、水力發電機也具有很好的應用前景。對于ASCPM的研究, 悉尼工業大學對SMC爪極永磁電動機起步早, 在該種電機的理論和實際研究都很深入, 他們的研究主要側重于對SMC軟磁復合材料性能測試以及作為電機鐵心所用材料的應用前景[ 2 -4] 。國內對它的研究處于初級階段, 還沒有研發機構深入研究該特殊結構電機。ASCPM的結構特點、分析方法、設計特點、設計原則、控制策略、應用領域等整體研究尚不成熟, 該種電機具有很高的研究與應用價值,深入研究它有著重要的現實意義。