宽窄定子极轴向磁通开关磁阻电机的设计与分析

针对开关磁阻电机存在转矩密度较低、转矩脉动较大的缺点,提出一种新型宽窄定子极轴向磁通开关磁阻电机。该电机采用并行式双定子结构,左右定子盘通过共享一个转子段保持短磁通路径,定子齿极为宽极和窄极交错排列,集中式绕组缠绕在定子宽极上,定子窄极上则不缠绕绕组,仅为磁路提供磁通路径。由于每个槽只放置一相绕组,使得绕组在磁、热和机械上的隔离程度更高,保证了电机的可靠性。该文首先介绍所提电机的拓扑结构和运行原理;根据功率方程设计了部分初始结构参数,利用有限元方法分析了尺寸参数对电机性能的影响,并利用田口算法对选取的4个关键尺寸参数进行了多目标优化,改进了电机性能;然后计算分析了所提电机结构的动、静态性能;最后,制造了样机,实验结果验证了所提电机结构的有效性。

基于有取向硅钢的轴向磁通开关磁阻电机准三维解析分析与设计

轴向磁通开关磁阻电机定、转子齿形在不同圆周半径上极弧角度变化不一致,利用二维解析法分析该类电机会带来较大误差。该文利用准三维解析法对轴向磁通电机展开径向分层计算,确定电机转子关键位置处的磁链特性。在准三维解析法分析的基础上,利用准三维有限元方法对基于不同铁磁材料的模型进行了比较分析。研究结果和样机测试数据表明:基于有取向硅钢材料的轴向磁通开关磁阻电机定、转子磁极轴线对齐位置处的磁链值可以提高15%,准三维解析法的分层计算精度较高,对于电机初期设计而言,该方法的磁链分析误差从工程上认为是可以接受的。

轴向磁场开关磁阻电机系统的故障分析

介绍了轴向磁场开关磁阻电机的结构,对功率变换器的故障和电机本体的绕组故障进行分析。功率变换器是开关磁阻电机系统中发生故障比较频繁的环节之一,电机的绕组是开关磁阻电机本体上最薄弱的部分。详细说明了这两类故障的发生机理,并提出开关磁阻电机容错控制方法的构想。

轴向磁通开关磁阻电机的起动发电研究现状

介绍了轴向磁通开关磁阻电机的起动发电控制技术,其中包括轴向磁通开关磁阻电机调速系统的组成和轴向磁通开关磁阻电机的三种基本控制方法,即电压斩波控制、电流斩波控制和角度位置控制,指出轴向磁通开关磁阻电机在电动车辆、纺织工业、家电应用等领域良好前景。

盘式开关磁阻电机两条关键位置处磁化曲线的解析计算

轴向磁场盘式开关磁阻电机综合了轴向磁场盘式电机和开关磁阻电机的优点,具有重要的应用价值,对这种电机性能的分析和设计是基于其不同转子位置处的磁化曲线。本文以三相6/4极轴向磁场盘式开关磁阻电机为例,采用解析方法,推导得出了该电机定、转子齿中心线对齐位置和定子齿中心线与转子槽中心线对齐位置两个关键位置处的磁化曲线,通过三维有限元方法及实验样机测试,验证了本文给出的解析计算方法的精确性。

新型轴向磁通SRM转矩脉动抑制的研究

针对传统永磁电机高温下易发生不可逆退磁、磁通无法调节等固有缺陷,设计出一种带有中央绕组辅助励磁的新型轴向磁通开关磁阻电机。基于该电机电感、转矩特性曲线引入一种简单的导通角控制算法,并且结合该电机本身特有中央绕组结构,提出一种动态导通角联合中央绕组的控制策略,电机低速运行时电枢电流能够准确跟踪期望转矩的同时,避免峰值过大;较高速运行时迅速退磁,避免较大的电枢电流进入负转矩区域,实现电机转矩输出特性更为平稳。仿真与实验结果表明,该控制策略能够使电机在宽转速范围内转矩脉动得到有效抑制。

新型轴向磁通转子错角斜极SRM研究

由于开关磁阻电机定转子呈双凸极结构以及其磁场具有饱和性和强非线性,使该电机在运行时会产生较大的转矩脉动和噪声。本文针对开关磁阻电机转矩脉动较大的特点,提出了一种新型电机结构——轴向磁通转子错角斜极电机,并对该电机进行了有限元仿真,详细分析该电机结构的电感、转矩脉动、损耗等特性并将改进的电机结构与传统开关磁阻电机进行了对比。仿真结果表明,结构改进后的电机改善了传统磁阻电机的性能,增大了平均转矩,减小了转矩脉动,提高了电机效率。

线圈辅助轴向磁通SRM转矩脉动抑制策略研究

线圈辅助轴向磁通开关磁阻电机(CAF-SRM)由两组磁极相关的定/转子凸极结构组成,电机中央加入辅助线圈,具有结构坚固、价格低廉、鲁棒性高的优点。CAF-SRM的双凸极结构、强非线性以及步进式旋转会导致较大的转矩脉动,针对该问题本文提出一种同时操控电枢绕组电流和辅助线圈电流的控制策略。该方法采用转矩分配函数(TSF)控制,削弱电枢绕组在换相期间产生的转矩脉动。此外,由于TSF控制电流跟踪性能差,引入辅助线圈电流控制,通过单神经元自适应PID(SNAPID)调节辅助线圈电流来进一步抑制电机的转矩脉动。通过Maxwell、Simplorer和Simulink的联合仿真,证明了该方法可有效抑制电机的转矩脉动,在磁阻电机研究领域具有较高的应用价值。