永磁辅助磁阻同步电机性能分析

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1、第39卷第22期电力系统保护与控制Vl01．39NO．222011年11月16日PowerSystemProtectionandControlNOV．16．2011永磁辅助磁阻同步电机性能分析张清枝，牛联波，艾永乐(1．新乡学院机电工程学院，河南新乡453003；2．河南理工大学电气工程与自动化学院，河南焦作454000)摘要：为了准确分析永磁辅助磁阻同步电机的动态特性，针对永磁辅助磁阻同步电机本体，给出一种基于有限元建模分析方法。通过有限元建模分析得出其D-Q轴磁链、自感和互感等数据，利用这些有限元分析数据推导出永磁辅助磁阻同步电机的数学模型。在此基础上为了进一步提高永磁辅助磁阻

2、同步电机的动态转矩响应，特别设计了具有电流反馈补偿的负载转矩观测器，并对其进行了研究和建模仿真。仿真结果表明，永磁辅助磁阻同步电机具有很好的动态性能。关键词：永磁辅助磁阻同步电机；转矩响应；气隙磁链；有限元PerformanceanalysisofpermanentmagnetassistedreluctancesynchronousmachineZHANGQing．zhi，NIULian．bo，AIYong．1e(1．MechanicalandElectricalEngineeringInstitute，XinxiangUniversity,Xinxiang453003，Chin

3、a；2．SchoolofElectricalEngineering&Automation，HenanPolytechnicUniversity,Jiaozuo454000，China)Abstract：Foraccuratelyanalyzingthedynamiccharacteristicsofthepermanentmagnetassistedreluctancesynchronousmachine(PMARSM)，consideringthebodyofthemachine，amodelingmethodbasedonfiniteelementisproposedforth

4、ePMARSM．Thepaperconduc~afiniteelementanalysisofitsD—Qaxisfluxlinkage，theselfinductance，themutualinductance．ThemathematicalmodelofthePMARSMisderivedandexplainedinphysicaltermsfromanalyticaldata．TofHrtherimprovethedynamicperformanceofthePMARSM，aloadtorqueobserverwithcompensationcurrentfeedbackis

5、investigated．Thederivationoftheloadtorqueobserverandthedetaildesignsoftheobserverelementsaregiven．TheaccuratesimulationmodelofthePMARSMisusedtoverifytheoperationoftheobserverstructuresandtoevaluatethedynamicperformance．Keywords：PMARSM；torqueresponse；airgapfluxlinkage；finiteelement中图分类号：TM352文献

6、标识码：A文章编号：1674—3415(2011)22—0129—04应电机和转子绕线式同步电机有很大的差别，而0引言定子设计是非常类似的。磁阻同步电机相对于直永磁同步电机结构简单、体积小、重量轻、流电机而言，由于磁阻同步电机是没有电刷而且效率高，和直流电机比，它没有直流电机的换向没有转子绕组，所以维护起来很简单。由于磁阻器和电刷等缺点。和异步电机相比，它由于不需电机没有转子参数识别，控制方法更简单，而且要无功励磁电流，因而效率高，功率因数高，力降温方法也比较简单[3l。研究表明相对于感应电矩惯量比大[1]，定子电流和定子电阻损耗减小，机，磁阻电机在中小功率范围内具有更高的转矩且转

7、子参数可测、控制性能好；磁阻同步电机的密度和效率，同时发现磁阻同步电机还具有无转结构及工作原理与传统的交、直流电动机有很大子电流，矢量控制方法简单，转子损耗较少，转的区别。它不依靠定、转子绕组电流所产生磁场子的制造成本低其优点。但仍然存在一些不足之的相互作用而产生转矩，而是依靠“磁阻最小原处：其功率因数较低、在弱磁部分性能比较差，理”产生转矩，在磁阻力的作用下，转子将跟随旋等等[4]。本论文的新颖之处就是综合同步磁阻和转磁场同步转动。磁阻同步电机的转子设计与感同步永磁