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E型铁心开关磁通电机的电磁性能解析计算

材料写作网    时间: 2020-06-29 05:13:23     阅读:次     手机站


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摘要:由于复杂磁路的影响,开关磁通电机电磁性能的解析计算是个难点。采用子域法,通过子域划分、建立偏微分方程与通解、确立边界条件和积分常数求解等步骤建立E型铁心结构开关磁通电机的解析模型,计算得到了各子域矢量磁位、磁通密度、绕组磁链、电动势和电磁转矩,分析了不同定转子极数组合对绕组电动势和齿槽转矩的影响,得到了合适的极数组合。与有限元法计算结果的对比表明,空载时两者计算结果非常接近,负载时由于电枢反应磁场的影响,与非线性有限元相比,解析法会带来一定误差。虽然该解析模型不能考虑饱和的影响,由于解析法计算速度快,能得到规律性的结论,非常适合电机的初始设计和优化计算。

关键词:开关磁通电机:E型铁心;双凸极结构;解析法;有限元法

DOI:10.15938/j.emc.2016.01.010

中图分类号:TM 351

文献标志码:A

文章编号:1007-449X(2016)01-0067-06

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磁通开关电机结合了永磁电机和磁阻电机的优点,采用双凸极结构,绕组和永磁体都安装在定子上,转子由硅钢片叠加而成,具有能量密度高和结构简单可靠等优点,在电动汽车等领域具有广阔的应用前景。但是,也存在永磁体用量大、聚磁效应容易导致高饱和的问题。

相关文献针对磁通开关电机的拓扑结构、电磁性能分析方法和转矩脉动削弱方法等领域进行了深入的研究。TANG Y等和SULAIMAN E等提出了两种直流励磁的开关磁通电机拓扑结构,采用有限元法分析了电机性能,电励磁结构在保持了一定转矩密度的同时显著提高了弱磁性能。ZHU Z Q等提出了定子磁极'多齿“结构,并与传统开关磁通电机的电磁性能进行了对比,表明新型结构的永磁体体积大幅减少,并且提高了转矩密度、减小了转矩脉动。CHEN J T等提出了E型铁心开关磁通电机的拓扑结构,如图1所示,与U型铁心相比,永磁体用量大幅度减少,转矩密度却基本不变。HUA W等研究了几种混合励磁拓扑结构,分析了电励磁绕组对电机磁场的调节作用。

目前,开关磁通电机的主要分析方法为有限元法和磁路法。有限元法能够考虑饱和和漏磁的影响,在电机电磁性能分析中应用非常广泛。HUA W等对开关磁通电机与内转子表面式永磁电机的电磁牲能进行了对比,结果...



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