模块组合式交流电机定子分块规则与不等跨距绕组研究

低速大功率交流电机是指转速低于500r/min、功率在兆瓦级以上的电机,主要应用在大型水轮发电机、永磁同步风力发电机以及大型矿井提升直驱和大型船舶主推进等场合,在国民经济中占有重要的位置。针对其传统制造过程中存在的加工、装配和维护困难等问题,提出了一种新型模块组合式定子结构。在研究定子分块规则的基础上,通过计算每极每相槽数q不同时定子独立模块所需最小槽数,以及对应情况下的绕组分布系数、短距系数和削弱谐波次数,从绕组利用率和削弱谐波能力方面总结出了对于该种电机而言每极每相槽数q的选取方法。最后搭建试验台,对样机进行了实验,实验结果表明了分块规律的正确性以及模块组合式定子结构的可行性,为进一步研究奠定了基础。

E型分块定子永磁同步电机热分析及优化

分块定子永磁同步电机作为一种新型电机拓扑结构,具有高容错性、高转矩密度等特点,同时存在电机损耗大的问题,威胁到电机性能的稳固性。以E型分块定子永磁同步电机为研究对象,分析电机损耗机制,研究不同运行工况下电机损耗变化规律;采用磁热双向耦合法对电机进行热分析,并基于热分析结果采用响应面优化方法对电机进行多目标优化设计。优化后,电机平均输出转矩提升了14.15%,涡流损耗降低了55.99%,平均温升降低了12.62%。最后通过实验验证了双向磁热耦合法的准确性及优化设计的有效性。

E形分块定子开关磁阻电机的电磁设计

E形分块定子SRM各定子块间磁路隔离,容错能力强,具有重要的应用价值。本文将E形分块定子SRM各个独立的定子块作为单元,推导了E形分块定子SRM主体尺寸的计算公式,探析并建立了绕组匝数及其他主要尺寸的选取规则,完成了E形分块转子SRM的电磁计算,并通过磁路和电路的耦合计算对E形分块定子SRM的稳态电流及转矩等性能进行了仿真分析,仿真结果验证了E形分块定子SRM电磁设计方法的有效性。

分块开关磁阻电机的研究现状及其新结构构想

分块开关磁阻电机通过分块的定子或转子结构,可获得较短的磁路以减小铁心损耗,圆柱形的转子可缩减风(油)阻,结构和电磁的隔离能增强电机可靠性及容错性。本文对现有的各型分块开关磁阻电机的结构和磁路进行了解析,在此基础上,提出了双极性励磁分块转子开关磁阻电机、环状绕组分块转子开关磁阻电机、C形分块定子开关磁阻电机、E形分块定子开关磁阻电机和混合气隙分块定子开关磁阻电机五种新型结构的分块开关磁阻电机,结合结构示意图和磁路图对其基本工作原理分别进行了阐述,并根据其结构特点和电磁特性分析了其优劣性及可能的应用场合,以期为分块开关磁阻电机的进一步研究与应用提供参考。

不同转子极数下磁场解耦型双定子开关磁阻电机的研究

开关磁阻电机具有可靠性高、成本较低、高效平台较宽等优点,但其转矩脉动大、功率密度低的固有缺点严重限制了其在电动汽车领域的应用推广。为了解决上述问题,该文提出一种磁场解耦型双定子开关磁阻电机新结构,内外定子均采用U型分块结构,通过优化内外定子磁场的极性分布,使内外定子磁场解耦;在此基础上,通过转子内外齿错开一定机械角度降低转矩脉动。首先介绍新型电机的工作原理及其设计方法;然后综合比较两种不同转子极数下的静、动态运行性能;最后试制一台4相16/18/16结构的样机,通过实验验证其工作原理的实际可行性和两种电机性能比较的正确性,为新型电机在电动汽车驱动系统领域的推广应用奠定一定的理论基础。