电动汽车用五相混合励磁磁通切换电机的设计与分析

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1、万方数据东南硕士掌大学位论文电动汽车用五相混合励磁磁通切换电机的设计与分析系别：电氢王猩堂陵专业：电氢王猩研究生姓名：妄旦堕撞导师姓名：垄盘中国·南京二。一四年五月万方数据

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3、IIIIIIIIIIIIIIIIlY2707284DESIGNANDANALYSISOFFIⅦ．PHASEHYB对DEXCITEDFLUXSWITCHINGPERⅣ【ANENTⅣ【AGNETⅣ【ACHINESFORELECTIUCVEHICLESADissertationSubmittedtoSoutheastUniversityFortheAcademicDegreeofMaster

4、ofEngineeringBYXiaomeiYinSupervisedbyW苟HuaSchoolofElectricalEngineeringSoutheastUniversityMay2014万方数据东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：东、南大学学

5、位论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布(包括刊登)论文的全部或部分内容。论文的公布(包括刊登)授权东南大学研究生院办理。研究生签名：豳师签名万方数据摘要混合励磁磁通切换电机(Hybrid-ExcitedFlux．SwitchingMachine，简称HEFS电机)是在永磁磁通切换电机(PermanentMagnetFlux．SwitchingMachi

6、ne，简称FSPM电机)的基础上，通过引入电励磁线圈而提出的新型结构电机。FSPM电机具有绕组互补性，使得电机在采用集中式电枢绕组与直槽转子的条件下，具有高度正弦的每相永磁磁链和空载感应电势。此外，FSPM电机呈现出较高的转矩输出能力与功率密度。HEFS电机是以FSPM电机为原型的混合励磁电机，其气隙磁场有永磁体和励磁电流共同产生，因此，通过调节励磁电流的大小和方向可以灵活调节气隙磁场。本文以五相髓FS电机为研究对象，首先分析比较了脏FS电机和FSPM电机的工作原理，在此基础之上分别提出了一种U型和E型铁心的HEFS电机拓扑结构。然后，推导了五相同步电机在正

7、弦气隙磁场分布下的派克方程，分别建立了五相脏FS电机在定子静止坐标系和转子旋转坐标系下的数学模型，并详细推导了五相HEFS电机功率尺寸方程。进而，利用有限元分析软件ANSYS，建立了两种结构的五相眦FS电机有限元模型，分别完成了五相HEFS电机静态特性的分析与比较。最后，对上述两台电机进行了优化分析，提出了样机设计方案，并建立了HEFS电机三维有限元模型，完成了端部效应的计算，同时利用ANSOFT有限元分析软件，对两台电机的电磁性能完成了联合仿真的验证。论文的主要研究内容更具体包括如下：1．论文详细介绍了HEFS电机的工作原理，包括其磁通切换原理、调磁原理。

8、2．推导了五相同步电机在正弦气隙磁场分布下的派克变换方程，分别建立了五相旺FS电机定子静止坐标系与转子旋转坐标系下的数学模型，并详细推导了五相HEFS电机功率尺寸方程。3．基于ANSYS的参数化设计语言，对五相HEFS电机做了二维有限元计算，分析了其永磁磁场、电枢反应磁场、永磁磁链、反电动势、电感等静态性能，并针对E型铁心的脏FS电机不同绕组连接方式下的电磁性能进行了分析比较。4．对上述两台电机进行了优化分析，并建立了HEFS电机的三维模型，完成了端部效应的计算，同时还通过ANSOFT有限元分析软件对该电机完成了联合仿真的验证。关键词：混合励磁，磁通切换，多

9、相，有限元，优化设计万方数据摘要AbstractHybrid-excitationflux-switching饵EFS)machineisproposedbyintroducingasetoffieldwindingsintoaPermanentMagnetFlux-Switching(FSPM)machine．TheFSPMmachinesexhibitessentiallysinusoidalPMflux··linkageandconsequentlyelectro··motiveduetothespecialcompensationeffectinth

10、earmaturewindingsandthestr