六相磁通切换型永磁电机的分析与设计

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1、乂巧大单项女学位论义六相巧通切换型永巧电机的分析与设计系另：１１电气工程学院专业：电气工程研究生姓名：ｍｍ导师姓名：花为中国？南京二〇—五年五月ＡＮＡＬＹＳＥ－ＰＨＡＳＥＡＮＤＤＥ别ＧＮＯＦＳＩＸＦＬＵＸ－ＳＷＩ了ＣＨＩＮＧＰＥＲＭＡＮＥＮＴＭＡＧＮＥＴＭＡＣＨＩＮＥＡＴｈｅｓｉｓＳｕｂｍｉｔｅｄ１：０ＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＦｏｒｔｈｅＡｃａｄｅｍｉｃＤｅｇｒｅｅｏｆＭａｓｔｅｒｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＢＹＰＥＮＧＦｅｎｇＳｕｐｅｒｖｉｓｅｄｂｙＰ

2、ｒｏｆｅＭｏｒＨＵＡＷｅｉＳｃｈｏｏｌｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＭａ２０１５ｙ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，论文中不包含其他人己经发。尽我所知，除了文中特别加Ｗ标注和致谢的地方外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过的材料一。与我同工作的同志对本研巧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。＇狂冰研究生签名：日期：７卢４１＾＿＿东南大学学位论文使用

3、授权声明东南大学、中国科学技术信息研巧所、国家围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Ｗ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一容和纸质论文的内容相致，。除在保密期内的保密论文外允许论文被查阅和借阅，可Ｗ公布（包括刊登）论文的全部或部分内容（包括刊登）授权东南大学研。论文的公布究生院办理。ｉａＴ／．冰研究生签名：导师签日期：办摘要摘要与传统的Ｈ相电机系统相比、可靠性鳥和更适合于大功率传动，多相电机系统具有转矩脉动小系统等优点、、舰船和电动汽车等场合。，因而广泛地应用于大功率、离可靠性要求的航空航天磁一通切换

4、型永磁电机（Ｆ－ｌｕｘＳｗｉｔｃｈｉｎｇＰｅｒｍａｎｅｎｔＭａｎｅｔ电机，简称ＦＳＰＭ电机）是种新型结构的定ｇ子永磁型无刷电机，不仅具有效率高、功率密度高等传统转子永磁型电机诸多优点，而且更兼具转子结构简单、适合高速运行、冷却方便等优点，克服了传统转子永磁型电机的诸多缺点．具有较好的应用前景。本文选择六相ＦＳＰＭ电机为研巧对象，首先在分析该Ｈ相电机基本结构与工作原理基础之上，提出了两种不同六相ＦＳＰＭ电机的齿槽配合方式，并进行了性能比较：进而，研巧了六相ＦＳＰＭ电机的通用设计方法和尺寸优化；然后，基于二维有限元法分析了六相ＦＳＰＭ电机的静态电磁特性运行，提

5、出了六相ＦＳＰＭ电机发生单相和两相开路故障时的容错控制策略；考虑到容错；最一后，设计了两台不同齿槽配合的ＦＳＰＭ电机，并己加工完成台六相２４／２２极结构电机样机，一并对该样机完成了基本静态特性的测试，验证了设计方案。本文所得结果为该电机的进步深入研巧和开发应用奠定了理论基础。论文的主要研究内容包括如下几个方面：１．在兰相ＦＳＰＭ电机基本结构的基础上，提出了两种不同齿桂配合的六相ＦＳＰＭ电机结构。其中六相２４／２０极ＦＳＰＭ电机绕组分布为六相对称绕组，而穴相２４／２２极电机的绕组分布为双Ｙ移°３０绕沮。然后，分析了六相ＦＳＰＭ电机的工作原理。２．ＦＳＰＭ

6、建立了六相电机的通用功率尺寸方程，并Ｗ此方程根据电机的性能指标直接得到了电机体巧。在此基础上，Ｗ六相２４／２０极ＦＳＰＭ电机为算例，演示了电机初始设计方案的设计过程。为了便于比较六相２４／２０极和２４／２２极ＦＳＰＭ电机性能，两台电机的定子外径和铁屯轴长保持相同。然后，研究了电机定转子主要尺寸变化对电机性能的影响，其中主要对转子齿宽和裂比这两个重要参数进行了化化。．基于ＡＮＳＹＳ参数化设计语言３Ｉ对六相２４／２０极和２４／２２极ＦＳＰＭ电机做了二维有限元分析，完成了静态特性的准确计算，主要包括气隙径向磁密、永磁磁链、空载反电动势、绕姐自感和互感、定位力矩和

7、电磁转矩等静态特性。最后，利用时步有限元法分析了六相ＦＳＰＭ电机的铁耗。４．研充了六相电机单相开路故障和两相开路故障的容错控制ＦＳＰＭ。为了使电机发生故障后的电磁转矩与正常运行时保持不变。，提出了容错电流优化控制策略一．设计了两台不同齿槽配合的六相ＦＳＰＭ电机５．并已加工完成台六相２４／２２极样机。对样机的静态特性进行了初步测试，验证了设计方案的正确性。：磁通切换，多相，永磁电机，有限元，电机设计关巧词，容错控制ＩＡｂｓｔｒａｃ