电励磁双凸极无刷直流电动机的优化设计

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1、南京航空航天大学全日制专业学位硕士学位论文摘要电动叉车用电机驱动系统是叉车由传统内燃机叉车向电动叉车转型的核心技术需求。成本低、结构简单可靠、控制灵活、功率密度高、效率高是电动叉车用驱动电机的基本要求。本文探索研究应用于电动叉车的电励磁双凸极电动机的运行规律与优化设计。本文总结了叉车的发展趋势、电动叉车与电动汽车中驱动电机的发展与优缺点，以及新型磁阻电机发展与研究现状，表明电励磁双凸极电动机在电动叉车中有良好的应用前景和技术优势。介绍了电励磁电机的基本结构，数学模型和电励磁双凸极电机发电运行和电动运行时的基本原理。阐述了三相三拍标准角、

2、三相三拍提前角和三相六拍控制方式对电励磁双凸极电动机换相模态的不同影响。设计了1.3kW电励磁双凸极电机，仿真分析了其发电运行的基本性能和电动运行时各个控制变量对其输出转矩、转矩脉动率和效率影响的规律。给出了适合四个典型工作状态的较优控制参数。研制了原理样机并进行了实验验证。研究了电励磁双凸极电机的气隙长度、定子极高、定子极形状及转子极宽度等结构参数对于电励磁双凸极电机发电和电动运行特性的不同影响规律，为该电机的优化设计提供参考，对于其他功率等级的电励磁双凸极电机设计与研究也有借鉴意义。研制了优化后的原理样机并进行实验，验证了分析的正确

3、性。关键词：电动叉车，电机驱动系统，双凸极电动机，优化设计，三相对称性，转子极弧I电励磁双凸极无刷直流电动机的优化设计ABSTRACTThedrivesystemofelectricforkliftisthecoretechnologyoftransitionfromtraditionalinternalcombustionforklifttoelectricforklift.Simpleconfiguration,flexiblecontrol,highpowerdensityandefficiency,andacceptableco

4、starethebasicrequirementfortheonboardgeneratorsystem.Thedesignandoptimizationofthedoublysalientmotorforelectricforkliftdrivesystemisinvestigatedinthispaper.Developmenttrendofelectricforkliftandtheadvantagesanddisadvantagesofthemotorsusedintheforklifttruckandelectricvehic

5、lesaresystematicallysummarized.Thestateofartofthenewvariablereluctancemachinesisgiven.Itindicatesthatthedoublysalientelectro-magneticmachineemployedinelectricforklifttruckdrivesystemisapromisingscheme.Thispaperintroducesthebasicstructure,operationprincipleandmathematical

6、modelfirst.Theprincipleofgeneratingoperationandmotoringoperationisintroduced.ThecharacteristicsofDSEM,respectivelyunderthecontrolstrategyofSAC,AACandTPSSareanalyzedinthedissertation.Theinfluenceonitsoutputtorque,torquerippleandefficiencywhenworkingunderdifferentcontrolmo

7、desareanalyzed.A1.3kWDSEMisdesigned,thecharacteristicsareobtainedby2D-FEAanalysis.Theoptimalcontrolparametersaregivenforfourtypicalworkingconditions.Aprototypemachineisdeveloped.Themeasurementsofgeneratingoperationandmotoringoperationoftheprototypemachinearefinishied.The

8、experimentalresultsverifythetheoreticalanalysisandthefiniteelementmethod.Theinfluencesofdifferentparame