电励磁双凸极电机的发电和电动特性研究-硕士学位论文

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1、中图分类号：TM352论文编号：102870312-S173学科分类号：080804硕士学位论文电励磁双凸极电机的发电和电动特性研究研究生姓名杭静宇学科、专业电力电子与电力传动研究方向电机电器及其控制技术指导教师陈志辉副教授南京航空航天大学研究生院自动化学院二О一二年二月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofAutomationEngineeringResearchonthecharacteristicsofwound-fielddoublysalientgeneratorand

2、motorAThesisinElectricalEngineeringbyHangJingyuAdvisedbyAssociateProf.ChenZhihuiSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringFebruary,2012承诺书本人声明所呈交的硕士学位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。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，也不包含为获得南京航空航天大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。本人授

3、权南京航空航天大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本承诺书）作者签名：日期：南京航空航天大学硕士学位论文摘要电励磁双凸极电机具有转子结构简单、可靠性好、功率密度高、励磁可调等优点，因而受到国内外学者的大量关注。本文在现有电励磁双凸极电机的研究基础上，采用了理论分析，有限元仿真和实验验证的方法，研究了电励磁双凸极电机发电运行时和电动运行时的原理特性。首先介绍了三相电励磁双凸极电机的基本结构和工作原理，根据电路和磁路原理建立了数学模型，分析了标准角度控制方式并建立了模态方程。针对一台

4、12/8极37kW的电励磁双凸极电动机，设计了基于CPLD和DSP的驱动系统，详细介绍了硬件和软件设计过程并对系统进行了调试。对样机分别进行发电和电动时的空载和负载实验，给出了主要波形和测试数据，实验结果验证了理论分析和系统的正确性。针对24/18极四相电励磁双凸极电机，利用电机仿真软件ANSOFT建立发电机的2D有限元仿真模型。分析了电机在不同发电方式下的磁场分布、气隙磁密、绕组磁链、电感、相电流、相电势、输出转矩等一系列稳态特性。研究了改变电机结构参数对电机稳态特性的影响，从加宽转子极和加宽定子极两个方面进行了优化，并对比了优化前后的功率特性，为合理地设计电机提供了参考。关键词

5、：电励磁，双凸极电机，发电，电动，CPLD，有限元分析，驱动系统I电励磁双凸极电机的发电与电动特性研究ABSTRACTTheWound-fieldDoublySalientMachine(WFDSM)hastheprominentadvantagesofsimplestructure,highreliability,highpowerdensityandcontrollableexcitation.Alotofresearchworksonthetopologiesofthiskindofmachineshavebeendonebythescholarsathomeandabroa

6、d.Inthispaper,thebasicprincipleandperformanceofDoublySalientWound-fieldGeneratorandMotorareinvestigatedbythetheoryanalysis,finiteelementmethodandexperimenttest.Firstly,theconfigurationandthebasicprincipleofthree-phaseWFDSMareanalyzed.Accordingtothetheroyofelectriccircuitandmagneticcircuit,thep

7、hysicalmodelisestablished.StandardAngleControlModeisadoptedandthenonlineardifferentialequationsaregiven.Withthe37kWWFDSM,thespeedcontrolsystemisdesignedbasedonDSPandacomplexprogrammablelogicdevice(CPLD),whichcangeneratethepulsesbyadjust