带磁障的分块转子磁通切换发电机电磁特性分析

针对传统分块转子磁通切换发电机在低励磁电流时,空载电动势过轴线对称且正负半周期幅值不相等的问题。提出了一种在定转子上增加气隙磁障的方法以削弱空载电动势中的谐波,改善电动势波形的方法,并且利用电机学公式从理论上分析了其谐波削弱的原理。通过有限元仿真软件对新型分块转子磁通切换发电机静态特性进行了分析,包括磁场分布、空载电动势、磁链等。仿真结果表明,优化后电机空载电动势的电压波形正弦性畸变率降低了83.1%。

电励磁分块转子磁通切换发电机电磁特性分析

针对偶数极分块转子磁通切换发电机存在偶数次谐波,导致感应电动势正负半周期波形不对称问题。建立了解析数学模型并推导出不同时刻、不同位置转子磁导引起的定、转子磁势的变化,进而达到削弱偶数次谐波的目的。提出了一种在分块转子内增加气隙磁障的新型拓扑以削弱感应电动势中的偶数次谐波。通过有限元仿真得到了传统的和带磁障的两种电机的磁链和感应电动势,并通过傅里叶分析得到各次谐波含量,证明了解析方法的正确性。依据上述理论试制了样机并进行实验,仿真和实验结果表明:加入气隙磁障后,12/8极分块转子感应电动势正负半周期波形近乎对称,相比于传统分块转子磁通切换发电机,虽然感应电动势基波幅值减小了14.9%,但是电压波形畸变率降低了88.2%,验证了所提方法的正确性,从而为偶数极分块转子谐波的削弱提供了一种新的解决方式。