定子单向磁通两相开关磁阻电机关键技术的研究.pdf

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1、硕士学位论文定子单向磁通两相开关磁阻电机关键技术的研究RESEARCHONTHEKEYTECHNIQUESOFTWO-PHASESRMWITHFLUX-REVERSAL-FREESTATOR王璐哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：TM352学校代码：10213国际图书分类号：621.3密级：公开工程硕士学位论文定子单向磁通两相开关磁阻电机关键技术的研究硕士研究生：王璐导师：吴红星教授申请学位：工程硕士学科：电气工程所在单位：电气工程及自动化学院答辩日期：2018年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TM352U.

2、D.C:621.3DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHONKEYTECHNIQUESOFTWO-PHASESRMWITHFLUX-REVERSAL-FREESTATORCandidate：WangLuSupervisor：Prof.WuHongxingAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ElectricalEngineeringAffiliation：SchoolofElectricalEngineeringD

3、ateofDefence：June,2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要两相开关磁阻电机是一种相数最少、结构最简单、成本最低廉的开关磁阻电机。但两相开关磁阻电机存在着转矩脉动大、无法自起动的缺点，本论文针对两相开关磁阻电机的缺点，进一步减少两相开关磁阻电机的铁芯损耗，提出一种定子单向磁通两相开关磁阻电机，对电机本体结构、电机铁损和控制技术展开深入研究，主要研究工作如下：提出一种定子单向磁通两相开关磁阻电机，新结构两相开关磁阻电机为

4、6/3结构，每相有一个主齿和两个辅助齿，绕组采用串并联连接方式。通过该电机结构演化过程，研究该种结构开关磁阻电机工作机理，分析定子铁芯单向磁通磁路特点。结合传统两相开关磁阻电机设计理念，得出该种电机设计方法。探讨定子单向磁通两相开关磁阻电机主齿和辅助齿宽度比例关系对电机磁路分布及对定转子磁饱和的影响。为解决两相开关磁阻电机自起动问题，研究一种多弧面、变气隙转子齿结构，扩大正转矩区间。以减小转矩脉动为目的，针对转子变气隙弧面的两个极弧系数、气隙宽度、轭厚等转子结构参数进行优化。分析定子轭厚、齿宽对电机磁路饱和及转矩特性的影响，得出最优定子结构参数。研

5、究定子串并联绕组结构形式对电机磁路的影响，通过有限元法优化定子主、次绕组参数。为了提高第二变气隙多点有限元计算效率，提出一种迭代插值优化方法，该方法在第二变气隙细分多位置点基础上，拟合气隙变化趋势进行迭代插值，优化各个位置点的最优气隙宽度值。结合传统开关磁阻电机损耗分析方法和定子单向磁通磁路特性，采用双频法和椭圆法结合的损耗计算法，推导一种适用于定子单向磁通两相开关磁阻电机损耗计算的数学模型。利用有限元仿真，对定子单向磁通两相开关磁阻电机与传统两相开关磁阻电机损耗进行对比分析，验证定子单向磁通开关磁阻电机减少损耗方面的可行性。针对两相开关磁阻电机去

6、磁和励磁时间过长的问题，采用无源升压电路增强电路的励磁和去磁能力，减少励磁和去磁时间。对无源升压电路的开关磁阻电机控制系统进行建模仿真分析。研究转矩分配函数控制策略，进一步抑制两相开关磁阻电机的转矩脉动，并对该控制策略进行仿真。最后，研制一台定子单向磁通两相开关磁阻电机样机。通过对样机电感特性和矩角特性的测试与分析，验证定子单向磁通两相开关磁阻电机理论分析的正确性及该种结构电机优越性。关键词：两相开关磁阻电机；定子单向磁通；损耗计算；转矩脉动-I-哈尔滨工业大学工程硕士学位论文AbstractTwo-phaseswitchedreluctancem

7、otor(SRM)isaswitchedreluctancemotorwiththeleastnumberofphases,thesimpleststructureandthelowestcost.However,thetwo-phaseswitchedreluctancemotorhasthedisadvantageoflargetorquerippleandcannotself-starting.Inthispaper,atwo-phaseswitchedreluctancemotorwithflux-reversal-freestatoris

8、proposedtofurtherreducetheironcorelossoftwo-phaseswitchedrelu