基于MAXWELL的磁通切換電機(jī)設(shè)計(jì)和電磁分析

1.69萬(wàn)字
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摘要: 磁通切換型永磁（FSPM）電機(jī)是一種新型結(jié)構(gòu)的定子永磁型雙凸極電機(jī)，克服了傳統(tǒng)轉(zhuǎn)子永磁型的諸多缺點(diǎn)，具有較好的應(yīng)用前景。磁通切換電機(jī)是利用繞組里匝鏈的磁通會(huì)根據(jù)轉(zhuǎn)子的不同位置切換正負(fù)極性和數(shù)值大小。
本文首先介紹了磁通電機(jī)的歷史，發(fā)展前景，并對(duì)磁通電機(jī)分類進(jìn)行了簡(jiǎn)單的介紹，對(duì)FRM,DSPM,FSPM做出對(duì)比，并且介紹了磁通電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，確定選擇磁通切換電機(jī)作為設(shè)計(jì)目標(biāo)。
其次，在分析了磁通電機(jī)的基本原理基礎(chǔ)上，對(duì)12/10極電機(jī)基本結(jié)構(gòu)進(jìn)行了描述，繞組具有一定的一致性和互補(bǔ)性，可以忽略諧波影響，產(chǎn)生正弦波，然后對(duì)電機(jī)進(jìn)行數(shù)學(xué)建模。最后，根據(jù)各個(gè)參數(shù)，設(shè)計(jì)出電機(jī)模型。
最后，利用有限元分析法對(duì)磁通電機(jī)的進(jìn)行電磁分析，進(jìn)行仿真，利用Maxwell軟件,可以分析出空載磁力線分布，磁密云圖,氣隙磁密，空載反電勢(shì)，空載磁鏈，空載轉(zhuǎn)矩,負(fù)載轉(zhuǎn)矩等重要的電機(jī)參數(shù)。
關(guān)鍵詞：磁通切換，有限元，電機(jī)設(shè)計(jì)，電磁分析



Design and Electromagnetic Flux Analysis of Flux-Switching Motor Base on MAXWELL
Abstract Flux-Switching Permanent Magnet (FSPM) machine is a novel machine having magnets in the stator with doubly-salient structure,which has a bright future by overcoming the shortages of the traditional machines having magnets in the rotor.Flux switching motor is the use of magnetic flux winding in turn will switch the polarity and magnitude depending on the position of the rotor.
Firstly,the paper describes flux switching motor history,current situation and trend,and also briefly describes the classification of flux switching motor，for FRM, DSPM, FSPM make comparison, and introduces the advantages of the magnetic flux of the motor, determine the choice to switch the motor flux as a design goal.
Secondly, the basic principles on the basis of the analysis of the magnetic flux of the motor, the motor mathematical modeling. On 12/10 pole motors basic structure has been described with a certain winding coherence and complementarity can be ignored harmonics, generated sine wave. Then, the motor model can be designed according to various parameter.
Finally, using the method of finite element analysis of element analysis, it can be flux-switching permanent magnet motor model in MAXWELL platform.It is magnetic field lines load distribution, flux density, load EMF, flux-load, no-load torque, load torque of the motor and other important parameters are exhibition in the paper ,which is quite important for the subsequent in-depth study.
Key words: Flux-switching finite element analysis design motor electromagnetic analysis


目 錄

第一章 緒論 1
1.1 選題背景 1
1.1.1 混合汽車的分類 2
1.2無(wú)刷式永磁電機(jī)的發(fā)展概況 2
1.2.1問(wèn)題的提出 2
1.2.2轉(zhuǎn)子永磁型 3
1.2.3定子永磁型 5
1.2.4 電機(jī)的分類 6
1.2.5 磁通切換電機(jī)發(fā)展情況 7
1.3. 磁通切換式電機(jī)的基本結(jié)構(gòu) 8
1.3.1 電勵(lì)磁結(jié)構(gòu) 8
1.3.2 永磁式結(jié)構(gòu) 8
1.4國(guó)外研究現(xiàn)狀 9
1.5 本章小結(jié) 9
第二章 FSPM電機(jī)的結(jié)構(gòu)與數(shù)學(xué)模型 10
2.1 引言 10
2.2 基本結(jié)構(gòu)分析 10
2.3 磁通切換原理 11
2.4 繞組的一致性 13
2.5 繞組的互補(bǔ)性 14
2.6 FSPM電機(jī)數(shù)學(xué)模型 14
2.6.1 引言 14
2.7 定子坐標(biāo)系下方程 14
2.7.1電壓方程 15
2.7.2 磁鏈方程 15
2.7.3 轉(zhuǎn)矩方程 16
2.7.4 機(jī)械運(yùn)動(dòng)方程 16
2.8 轉(zhuǎn)子坐標(biāo)系下方程 17
2.8.1交直軸磁鏈和電壓方程 17
2.9本章小結(jié) 18
第三章 電機(jī)的設(shè)計(jì) 19
3.1 引言 19
3.2 功率方程 19
3.3 電機(jī)設(shè)計(jì) 20
3.3.1. 定轉(zhuǎn)子極數(shù)和相數(shù) 20
3.3.2 定轉(zhuǎn)子鐵芯和永磁體尺寸 21
3.3.3 每相繞組匝數(shù) 22
3.4 定轉(zhuǎn)子齒寬 24
3.5 設(shè)計(jì)圖 25
3.6 本章小節(jié) 26
第四章 三相FSPM電機(jī)有限元分析 27
4.1 引言 27
4.2 基于ANDOFT有限元參數(shù)化建模的優(yōu)點(diǎn) 27
4.3 三相FSPM電機(jī)的有限元模型 28
4.4 FSPM電機(jī)的電磁分析 28
4.4.1 空載磁場(chǎng) 29
4.4.2 永磁磁鏈 30
4.4.3 空載反電動(dòng)勢(shì) 31
4.4.4 定位力矩 32
4.4.5 輸出轉(zhuǎn)矩 32
4.5 本章小結(jié) 34
總結(jié) 35
致 謝 36
參考文獻(xiàn) 37