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具有折叠绕组的轴径向磁通永磁同步电机的研究

作　者: 罗昌德
导　师: 郑萍
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 电气工程
关键词: 折叠绕组 轴径向磁通 同步电机 电磁转矩
分类号: TM341
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


作为应用最成功的丰田Prius混联式混合动力电动汽车,其混合动力系统占用空间体积大、结构复杂。本文所研究的具有折叠绕组的轴径向磁通永磁同步电机与径向磁通永磁同步电机或轴向磁通同步电机组成的轴径向-径向磁通或轴径向-轴向磁通复合结构永磁同步电机,可以省去Prius混合动力系统中的行星齿轮机构,能使结构更趋于简单、紧凑。本文主要从以下几个方面研究具有折叠绕组的轴径向磁通永磁同步电机:首先,对具有折叠绕组的轴径向磁通永磁同步电机的结构进行了阐述;分析电机各种铁心材料,对比仿真具有折叠绕组的轴径向磁通永磁同步电机不同软磁材料。其次,轴径向磁通电机具有三维磁路,本文对具有折叠绕组的轴径向磁通电机二维场仿真模型进行研究,并且与其三维场仿真结果进行对比,在工程误差允许范围内,文中提出了使用二维场模型近似计算三维的方法。再次,轴径向磁通永磁同步电机由于在径向电机两个端部加上两个轴向电机组合而成,充分利用了电机空间资源,在结构上有其独特优势,本文对具有折叠绕组的轴径向磁通永磁同步电机电磁转矩特性进行分析,比较不同外径尺寸的具有折叠绕组的轴径向磁通永磁同步电机与和其同外径尺寸下的传统外转子永磁同步电机的电磁转矩。最后,对具有折叠绕组的轴径向磁通永磁同步电机各个尺寸分别进行优化,使电机转矩波动降低,转矩更加平滑。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-7
第1章 绪论  7-17
  1.1 课题背景及研究的目的和意义  7-8
  1.2 混合动力电动汽车分类及其特点  8-11
    1.2.1 串联式混合动力汽车  8-9
    1.2.2 并联式混合动力汽车  9-10
    1.2.3 混联式混合动力汽车  10-11
  1.3 混合动力系统基于电气变速器的国内外研究现状  11-16
    1.3.1 电气变速器EVT  11-12
    1.3.2 四象限能量转换器4QT  12-14
    1.3.3 双机械接口DMP电机  14-15
    1.3.4 其它研究现状  15-16
  1.4 本文研究内容  16-17
第2章 具有折叠绕组的轴径向磁通永磁同步电机不同材料的研究  17-32
  2.1 具有折叠绕组的轴径向磁通电机结构  17-19
  2.2 具有折叠绕组的轴径向磁通电机电磁设计  19-21
    2.2.1 轴径向磁通电机材料的初步选取  19-20
    2.2.2 轴径向磁通电机尺寸的设计  20-21
  2.3 各种材料对轴径向磁通电机性能的影响及优化选取  21-31
    2.3.1 具有折叠绕组的轴径向磁通电机各种材料的仿真对比  21-29
    2.3.2 仿真结果分析  29-31
  2.4 本章小结  31-32
第3章 具有折叠绕组的轴径向磁通永磁同步电机二维场仿真模型研究  32-44
  3.1 引言  32
  3.2 具有折叠绕组的轴径向磁通电机二维仿真计算  32-39
    3.2.1 轴向电机二维仿真计算  33-37
    3.2.2 径向电机二维仿真计算  37-39
  3.3 具有折叠绕组的轴径向磁通电机三维仿真结果  39-41
  3.4 二维场与三维场仿真结果对比  41-42
  3.5 本章小结  42-44
第4章 具有折叠绕组的轴径向磁通永磁同步电机电磁转矩特性分析  44-49
  4.1 引言  44
  4.2 同外径316mm 时轴径向磁通电机与传统外转子电机性能对比  44-46
    4.2.1 电机主要几何参数  44-45
    4.2.2 轴径向磁通电机的电磁转矩  45
    4.2.3 传统的外转子电机的电磁转矩  45-46
    4.2.4 电磁转矩对比  46
  4.3 同外径326mm 时轴径向磁通电机与传统外转子电机性能对比  46-48
    4.3.1 电机结构主要几何参数  46-47
    4.3.2 轴径向磁通电机的电磁转矩  47
    4.3.3 传统的外转子电机的电磁转矩  47-48
    4.3.4 仿真结果对比  48
  4.4 本章小结  48-49
第5章 具有折叠绕组的轴径向磁通永磁同步电机性能优化  49-57
  5.1 引言  49
  5.2 极弧系数优化  49-51
  5.3 轴向电机磁极形状优化  51-56
    5.3.1 永磁体削角  52
    5.3.2 削角前气隙磁密分析  52-53
    5.3.3 削角后气隙磁密分析  53-56
    5.3.4 优化结果分析  56
  5.4 本章小结  56-57
结论  57-58
参考文献  58-62
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果  62-64
致谢  64

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 电机 > 交流电机 > 同步电机
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