新型电机的定子与转子结构优化设计.pdf

《新型电机的定子与转子结构优化设计.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第34卷第3期计算机仿真2017年3月文章编号：1006—9348(2017)03—0247—06新型电机的定子与转子结构优化设计张洪彬，张广明，梅磊，王德明(南京工业大学电气工程与控制科学学院，江苏南京211816)摘要：在提高双凸极电机性能的研究中，针对电机的定转子结构优化能够使电机的性能得到有效提高。由于新型轴承磁通双凸极永磁电机具有内外定转子结构，传统的结构优化方法具有一定的局限性。通过磁路法。得到对磁链和定位力矩其关于磁阻和磁密的表达式，提出内外定转子不等高优化策略。并采用有限元法对以上优化策略进行分析与验证。再对优化后的电机电磁特

2、性进行有限元仿真分析。仿真结果表明，内外定转子不等高优化方法能够有效的提高电机电磁特性，为轴向磁通电机提供了一种新的优化思路。关键词：轴向磁通双凸极永磁电机；有限元分析；优化设计；电磁特性中图分类号：TP391．9文献标识码：BStaticCharacteristicsAnalysisofaNovelMotorunderDifferentStructureConditiOIlSZHANGHong-bin，ZHANGGuang-ming，MEIlei，WANGDe—ming(CollegeofElectricalEngineeringandCo

3、ntrolScience，NanjingTECHUniversity，NanjingZhejiang211816，China)ABSTRACT：Optimizingthestructureofstatorandrotorcanefficientlyimprovetheperformancesofmotor．Duetothefactthatthenovelaxialfluxdoublysalientpolepermanentmagnetmotor(AFDSPM)hastheinnerandouterofsta-torandrotor，tradi

4、tionaloptimizationmethodforimprovingtheperformanceisoflimitedefficiency．Basedonthemagneticcircuitmethod，twoformulasoffluxandcoggingtorquewithrespecttoreluctanceandmagneticdensitywereobtained．Meanwhile，theoptimizationmethodoftheinnerandouterofstatorandrotorwithunequalheightw

5、aspro—posed．Then，thefiniteelementmethodwasemployedtoanalyzeandverifytheabovestrategy．Accordingthesimula—tionresultsoftheelectromagneticcharacteristicsoftheoptimizedmotor，theeffectivenessofthedevelopedapproachwasverified．Thismethodprovidesanoveldirectiontooptimizetheaxialflu

6、xmotor．KEYWORDS：Axialfluxofdoublysalientpermanentmagnetmotor；Finiteelementanalysis；Optimaldesign；Electro—magneticcharacteristicsl引言双凸极永磁电机(DoublySallentPermanentMagnetMo．tot，DSPM)‘1-2]即可作为电动机做动能输出运行，又可作为发电机运行。其是由美国威斯康星大学TALipo教授等人在对开关磁阻电机大量的深入研究基础上提出的。双凸极电机和开关磁阻电机在结构上具备一定的相

7、似性，定子和转子都为双凸极结构．它们的不同在于，双凸极电机的定子或转子上安放有永磁体。转子上不加任何绕组，这种设计结构使得双凸极电机具备更高的效率和功率密度，更大的转矩／电流比，同时其简单的结构，更便于工业制作加工。文献[4]提出了一种磁力桥的方法来降低电机的齿槽转基金项目：国家自然科学基金(51277092，51307080)收稿日期：2016—05—09修回日期：2016—05—24矩，但同时会使得电机的磁链减小。文献[7]研究了电机气隙长度对转矩的影响，并没有涉及磁链分析。文献[9]探讨了气隙长度对电机静态特性的影响，文献[11]从电机

8、端部效应人手，研究了端部效应对电机反电动势的影响。但是这些设计和研究多为径向磁通．而关于轴向磁通电机的相关研究较少。目前关于对双凸极电机结构优化的文献大多涉及径向电