新型机械变磁通轴向磁场永磁同步电机多物理场联合仿真与试验研究

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1、分类号_____________________密级UDC_____________学号硕士学位论文ThesisforMaster'sDegree论文题目新型机械变磁通轴向磁场永磁同步电机多物理场联合仿真与试验研宄申请学位类别__________工学硕士专业名称控制理论与控制工程研究生姓名_____________陈栋导师姓名、WM刘细平教授二〇_五年六月分类号：密级：UDC：学号：硕士学位论文新型机械变磁通轴向磁场永磁同步电机多物理场联合仿真与试验研究Couplingsimulationofmultiphysicalfieldandexperimentalinvestigationfor

2、amechanicallyvariablefluxaxialfluxpermanentmagnetsynchronousmachine学位类别：工学硕士作者姓名：陈栋工程领域：控制理论与控制工程研究方向：电机设计与控制指导老师：刘细平教授2015年6月3日学位论文独创性声明本人声明所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，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己经发表或撰写过的研究成果，也不包含己获得江西理工大学或其他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宄所做的任何贡献均己在论文中做了明确的说明并表示谢意。申请学位论文与

3、资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。研究生签名：货、教、时间：淨年如夕日学位论文版权使用授权书本人完全了解江西理工大学关于收集、保存、使用学位论文的规定：即学校有权保存按要求提交的学位论文印刷本和电子版本，学校有权将学位论文的全部或者部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅；学校有权按有关规定向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版。本人允许本学位论文被查阅和借阅，同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，并通过网络向社会公众提供信息服务。保密的学位论文在解密后适用本授权书9学位论文作者签名（手写导师签名（手写签字日期：

4、7^1年6月日签字日期：年彡月^日江西理工大学硕士学位论文摘要摘要机械变磁通轴向磁场永磁同步电机(MVFAFPMSM)为一类利用附加的机械调磁装置实现气隙磁场调节的新型电机。本文以MVFAFPMSM电机为研究对象，在掌握电机结构特征和运行机理的基础上，采用计算机辅助分析软件对电机进行了机械动力学、电磁场、温度场三者的联合仿真分析，并展开了样机试验验证。所取得研究成果具有重要的理论研究意义和工程应用价值。本文主要研究工作及成果如下：1.电机结构与工作机理分析。系统分析了电机的结构特点、绕组分布规律和等效磁路模型；根据机械动力学基本理论和电磁感应定律，剖析电机的工作原理和机械调磁机理。2.机械

5、动力学仿真和弱磁能力研究。基于ADAMS虚拟样机技术，分析了机械调磁装置中凸轮角加速度和弹簧形变情况，并获取了转子间错开角度的变化规律；采用有限元方法，计算了电机在不同错开角度下的磁场分布、绕组磁链和感应电动势，获得了电机的弱磁能力，验证了机械弱磁理论的正确性。3.磁热耦合仿真。采用AnsoftMaxwell软件，建立电机的三维有限元模型，计算了电机在不同转速和负载状态下的电枢绕组铜损、铁心损耗和永磁体涡流损耗；借助ANSYSWorkbench平台，以损耗为热源，建立了电机三维磁热耦合仿真模型，深入分析了电机温度场分布规律。4.样机制作与试验研究。确定电机基本参数，绘制加工图纸，制作了一台

6、试验样机；搭建了样机测试平台，测试了感应电动势及调磁特性等基本性能，验证了电机设计和仿真分析的有效性。关键词：轴向磁场；机械调磁；机械动力学；磁热耦合；试验研究IAbstractAbstractMechanicallyvariablefluxaxialfieldpermanentmagnetsynchronousmachine(MVFAFPMSM)isakindofnovelmachine,ofwhichthemagneticfieldcanberegulatedbyadditionalmechanicallyflux-weakeningdevice.Thestructurecharact

7、eriticsandoperatingprincipleofMVFAFPMSMarestudiedinthisthesis.Basedonthetheoreticalresearch,theco-simulationanalysisofmechanicaldynamics,electromagneticfieldandthermalfieldarecarriedoutbycomputeaidedengineering(C