基于fem的srm分析及优化设计研究

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1、西安科技大学硕士学位论文基于FEM的SRM分析及优化设计研究专业名称：电机与电器作者姓名：张朴指导教师：王勉华论文题目：基于FEM的SRM分析及优化设计研究专业：电机与电器硕士生：张朴（签名）指导教师：王勉华（签名）摘要开关磁阻电机（SRM）结构简单坚固、调速性能优异，系统可靠性高。因其在现代电气传动中异军突起，而备受关注。但是其特有的双凸极结构和工作方式，导致这种新型电机具有较强的非线性特性，其性能和控制方式与传统电机有明显不同，也就造成它的电磁噪声较大，导致电磁噪声的主要因素是径向力波和转矩波动。文中从电机本身结构出发，探讨了通过优

2、化电机结构改善开关磁阻电机电磁噪声的方法。开关磁阻电机的电磁设计是电机设计的基础，也是电机优化设计的根本出发点。本文分析了开关磁阻电机的电磁设计方法，对电机各部分结构参数的选择和确定进行了详细论述。依据开关磁阻电机的电磁设计方法，进行了样机的设计，在有限元分析软件环境下建立了电机的模型，对电机的磁场分布、静态特性、动态特性进行了仿真分析，对具有不同绕组结构的开关磁阻电机进行了性能的仿真分析和对比。减小开关磁阻电机的电磁噪声是电机优化设计的首要任务。本文对开关磁阻电机的电磁噪声来源及降噪措施进行了综述。对开关磁阻电机的定、转子结构进行了优化设计，在

3、常规结构的开关磁阻电机基础上进行了改进，在定子磁极上添加锲形角，使定、转子磁极接触时多一个缓冲区域，降低转矩突变；在转子凸极与转子轴中心的径向直线上，设置无填充物的圆孔。利用空气磁导率小于铁芯磁导率的原理，减小定子、转子凸极处于对齐位置时的磁链大小，进而改善径向磁力的分布，达到缓解定子机壳形变，降低电机电磁噪声的目的。分析总结改良结构的优缺点，明确后续的研究方向。关键词：开关磁阻电机；有限元仿真分析；磁场力；转矩波动；优化设计研究类型：应用研究Subject：AnalysisandoptimizationofFEMbasedonSRMSpecia

4、lty：ElectricMachinesandElectricApparatusName:ZhangPu(Signature)Instructor：WangMianhua(Signature)ABSTRACTThestructureofSwitchedReluctanceMotorissimple,withgoodperformanceandhighreliability.Becauseofitsgoodperformanceinmodernelectricaldrive,hasattractedmoreandmoreattention.Itha

5、sdoublesalientpolesstructureandoperateswithaswitchedpowersupply,theseinherentidentitiesbringanon-linersaturationcharacteristicofswitchedreluctancemotor’selectromagneticfield.Inthispaper,startingfromthemotoritselfstructure,discussesthemethodstoimprovetheswitchreluctancemotorel

6、ectromagneticnoisebyoptimizingthestructureofthemotor.Switchedreluctancemotor’selectromagnetismdesignisthebasisofmotordesign,alsoisthestartingpointofitsoptimaldesign.Theelectromagnetismdesignmethodisintroduced;structuralparametersofthemotorselectionarediscussedstep-by-stepinde

7、tail.Aprototypemotor’sframeisbuiltaccordingtothedesignmethodology,andfiniteelementsimulationanalysisoftheprototypemotor.Themagneticfielddistribution,staticperformances,dynamicperformancesaresimulatedandinvestigated,also,motorwithtwodifferentwindingconstructersaresimulatedandc

8、ompared.Reducetheelectromagneticnoiseofswitchedreluctancemotoristhep