检索结果-南通市图书馆

作者：韩青峰西安理工大学

学位级别：硕士

以航空航天装备对电机的高效率、高功率转矩密度、大转矩输出、低转矩波动、强过载能力和高可靠性等需求为导向,本文提出一种新型转子磁极连续型轴向磁通永磁(Rotor Consequent Pole Axial Field Permanent Magnet,RCPAFPM)电机,在拓扑... 详细信息

以航空航天装备对电机的高效率、高功率转矩密度、大转矩输出、低转矩波动、强过载能力和高可靠性等需求为导向,本文提出一种新型转子磁极连续型轴向磁通永磁(Rotor Consequent Pole Axial Field Permanent Magnet,RCPAFPM)电机,在拓扑结构、运行原理、设计方法、磁场调制机理、优化方案、电磁性能、温升特性、结构振动与噪声、工程样机和实验验证等方面展开深入研究,形成系统性解决方案,为该类电机的推广应用提供理论依据和技术支撑。首先,阐述本课题研究背景及意义,总结国内外轴向磁通永磁电机性能提升技术研究现状。提出新型RCPAFPM 电机拓扑结构,分析结构特点和运行原理。建立功率-尺寸方程和转矩-尺寸方程,研究绕组配置原理,探究该类电机普适性电磁设计原则和通用设计方法,确定电机初始结构参数。其次,建立磁势-磁导分析模型,研究RCPAFPM电机永磁气隙磁场和电枢反应气隙磁场调制行为。推导空载气隙磁场和电枢反应气隙磁场分布函数,分析并总结谐波分布和转速特性,揭示两类气隙磁场耦合机制。探究电机电磁转矩和齿槽转矩产生机理,剖析谐波特性对转矩质量的一般性影响规律,确定对转矩特性具有显著影响的关键结构参数,为后续的优化设计奠定基础。再次,研究RCPAFPM电机关键结构参数对电磁性能的影响规律,结合气隙磁场调制机理、局部敏感性分析和有限元法,提出优化设计方案。对比分析优化前后电磁性能,验证优化方案的有效性,提升电机综合性能。建立集中参数热网络模型,实现电机稳态温度快速预测。深入分析电磁性能、温升散热规律和结构振动与噪声特性,验证电机转矩特性、过载能力、热管理能力和运行稳定性等性能,全面响应航空航天装备的应用需求。最后,试制一台功率为1.5kW的RCPAFPM电机工程样机,搭建实验平台,进行实验验证。测试分析电阻、电感、反电势、齿槽转矩、输出转矩等特性,评估电机性能,验证新型RCPAFPM电机拓扑结构的合理性、理论研究的正确性、优化设计方案的有效性,并形成理论体系,为该电机的推广应用奠定基础。

关键词：轴向磁通转子磁极连续磁场调制行为转矩质量热管理能力振动与噪声特性

抽水蓄能混合励磁轴向磁通永磁电机多工况协同控制策略研究

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抽水蓄能混合励磁轴向磁通永磁电机多工况协同控制策略研究

作者：王磊西安理工大学

学位级别：硕士

在“双碳”目标的新形势下,加快分布式小型抽水蓄能的发展已成为构建以新能源为主体的清洁低碳高效现代分布式能源体系的重要组成部分。混合励磁轴向磁通永磁(Hybrid Excited Axial Flux Permanent Magnet,HEAFPM)电机具有结构简单坚固... 详细信息

在“双碳”目标的新形势下,加快分布式小型抽水蓄能的发展已成为构建以新能源为主体的清洁低碳高效现代分布式能源体系的重要组成部分。混合励磁轴向磁通永磁(Hybrid Excited Axial Flux Permanent Magnet,HEAFPM)电机具有结构简单坚固、空间利用率高、功率/转矩密度高、效率高、带载能力强、调速范围宽、调压调频能力强、功率调节灵活等特点,特别适合分布式小型抽水蓄能系统复杂多工况的应用需求。本文提出一种HEAFPM发电电动机系统,分析多工况多模态的运行特征,探索电枢电流和励磁电流的协同规律以及系统参数间的协同关系,实现多工况多参数变化下系统的广域高效和可靠稳定运行,为该类电机在分布式小型抽水蓄能系统中的应用提供理论依据和技术支持。首先,介绍本课题的研究背景及意义,分析HEAFPM电机的结构特点与调磁机理,建立发电电动机系统的数学模型,并进行仿真验证。考虑到系统复杂工况多模态运行特征,针对不同控制目标,提出一种多工况协同控制策略。在电动工况下,研究一种分区高效协同控制策略,协调电枢电流和励磁电流实现系统最小损耗运行;在发电工况下,采用虚拟同步发电机(Virtual Synchronous Generator,VSG)控制策略,通过调节励磁电流有效调控无功功率,为发电电动机系统提供无功、频率及惯量支撑。其次,充分考虑多变工况系统参数非线性变化对控制品质的影响以及新能源大规模并网造成的功率与频率波动问题,提出一种多工况自适应高效协同控制策略。在电动工况下,研究一种多工况自适应模型预测电流控制策略,以总损耗最小为控制目标,通过多参数自适应在线辨识,提高多工况多参数变化下发电动机系统的效率、控制精度及鲁棒性;在发电工况下,以提高功率和频率动态响应特性为目标,提出一种转动惯量和阻尼系数协同自适应VSG控制策略,实现多变工况下发电电动机系统的友好并网。最后,构建基于MicroLabBox的发电电动实验平台,验证多工况协同控制策略的有效性,评估所提出的HEAFPM发电电动机系统的综合性能以及在分布式小型抽水蓄能领域的应用可行性。

关键词：分布式抽水蓄能轴向磁通混合励磁多工况协同控制模型预测控制虚拟同步发电机

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六相轴向磁通切换永磁电机设计、分析与优化

六相轴向磁通切换永磁电机设计、分析与优化

作者：逯卓林西安理工大学

学位级别：硕士

基于电动汽车驱动电机高功率/转矩密度、广域高效、大转矩能力、高可靠性、低转矩脉动等要求,本文提出一种新型六相轴向磁通切换永磁(Axial Switched-Flux Permanent Magnet,ASFPM)电机,在拓扑结构、电磁设计、绕组配置、转矩机理、优... 详细信息

基于电动汽车驱动电机高功率/转矩密度、广域高效、大转矩能力、高可靠性、低转矩脉动等要求,本文提出一种新型六相轴向磁通切换永磁(Axial Switched-Flux Permanent Magnet,ASFPM)电机,在拓扑结构、电磁设计、绕组配置、转矩机理、优化设计、电磁特性、容错性能、样机试验与性能验证等方面展开研究,并形成理论体系,为其推广应用提供理论依据与技术基础。首先,分析新型六相ASFPM电机的拓扑结构和运行规律,提出对称式双三相绕组(Symmetric Double-three-phase Winding Configuration,SWC)和非对称式双三相绕组(Asymmetric Double-three-phase Winding Configuration,AWC)两种绕组配置。建立电机功率尺寸方程,探究一般电磁设计原则,总结一般通用设计方法,完成六相ASFPM电机初始设计,得出初始结构参数。其次,从永磁磁场、电枢反应磁场以及转矩产生机理三个方面出发,研究六相ASFPM电机的气隙磁场调制规律,揭示六相ASFPM电机的运行机理。建立基于初始结构参数下的电机磁势-磁导模型,推导气隙磁密谐波函数。分析空载气隙磁场与电枢反应气隙磁场中谐波分布与谐波转速特性,得出可以提供稳定电磁转矩的有效谐波。总结气隙磁通密度中各次谐波对电磁转矩的贡献比例,剖析六相ASFPM电机的转矩产生机理和一般运行规律,提出转矩及其它性能指标的优化方案。研究关键结构参数变化对六相ASFPM电机电磁特性的影响。结合气隙磁场调制规律与优化设计方案,优化电机结构参数,提升电机性能。与初始结构参数的电磁性能进行对比,验证优化方案的有效性。深入分析SWC与AWC两种绕组配置方式下的电磁特性,包括气隙磁密、永磁磁链、反电势、转矩性能等。研究单相故障状态下的电机运行特性,验证电机的容错能力。最后,试制一台中小功率六相ASFPM电机实验样机,搭建实验平台。测试电机特性,进行实验分析与性能评估,验证六相ASFPM电机的运行特性与理论分析的正确性。

关键词：轴向磁通六相结构磁场调制绕组配置优化设计容错能力

双转子混合励磁轴向磁通切换永磁电机设计、分析与优化

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双转子混合励磁轴向磁通切换永磁电机设计、分析与优化

作者：全小伟西安理工大学

学位级别：硕士

电动汽车以节能环保和高智能化程度等优势成为了未来汽车的发展方向。混合励磁轴向磁通切换永磁电机具有结构简单紧凑、轴向长度短、功率/转矩密度高、低速大转矩、宽恒功率运行范围等优点,在电动汽车等领域具有良好的应用前景。本文以... 详细信息

电动汽车以节能环保和高智能化程度等优势成为了未来汽车的发展方向。混合励磁轴向磁通切换永磁电机具有结构简单紧凑、轴向长度短、功率/转矩密度高、低速大转矩、宽恒功率运行范围等优点,在电动汽车等领域具有良好的应用前景。本文以新型双转子混合励磁轴向磁通切换永磁（Double-Rotor Hybrid Excited Axial Switched-Flux Permanent Magnet,DRHE-ASFPM）电机为研究对象,在最佳拓扑结构、设计方法、结构优化、电磁性能、齿槽转矩、实验验证和性能评估等方面开展研究,为电机进一步深入分析和推广应用提供理论依据与技术基础。论文首先提出新型DRHE-ASFPM电机的拓扑结构,分析运行规律并揭示调磁机理;建立DRHE-ASFPM电机功率尺寸方程,探究电磁设计原则,总结通用设计方法,并完成初始设计。其次,分析基于初始结构参数的电机电磁性能,研究定、转子结构参数变化对DRHE-ASFPM电机电磁性能的影响,进行电机结构参数优化。对比分析6槽/10极、6槽/11极、6槽/13极和6槽/14极4台电机的电磁性能,最终确定DRHE-ASFPM电机最佳槽极配合。在此基础之上,深入分析DRHE-ASFPM电机的电磁性能,并与初始设计进行对比,验证DRHE-ASFPM电机的特性与优化方案的有效性。为减小DRHE-ASFPM电机的齿槽转矩,建立齿槽转矩解析方程,提出三种齿槽转矩缩减方法,分别为定子/转子齿槽面开辅助槽、定子槽口斜切及定子槽口斜切和齿面开辅助槽。分析三种方法对DRHE-ASFPM电机齿槽转矩、反电动势、电磁转矩和调磁性能的影响,进一步改善电机的运行性能。最后,基于优化后的电机结构参数,制造DRHE-ASFPM电机实验样机,建立基于MicroLabBox的电机实验平台,并进行实验研究与电机综合性能评估,验证DRHE-ASFPM电机的特性与理论分析的正确性。

关键词：混合励磁轴向磁通磁通切换调磁能力齿槽转矩电机设计结构优化

混合励磁轴向磁场磁通切换永磁电机效率优化控制策略研究

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混合励磁轴向磁场磁通切换永磁电机效率优化控制策略研究

作者：景梦蝶西安理工大学

学位级别：硕士

定子励磁型混合励磁轴向磁场磁通切换永磁(Hybrid Excited Axial Field Flux-Switching Permanent Magnet,HEAFFSPM)电机是一种全新拓扑的混合励磁电机,具有短轴向长度、高转矩密度、强过载能力、低速大转矩特性和宽恒功率运行范围等特... 详细信息

定子励磁型混合励磁轴向磁场磁通切换永磁(Hybrid Excited Axial Field Flux-Switching Permanent Magnet,HEAFFSPM)电机是一种全新拓扑的混合励磁电机,具有短轴向长度、高转矩密度、强过载能力、低速大转矩特性和宽恒功率运行范围等特点,特别适合电动汽车等要求宽调速及大转矩的应用场合。本文基于HEAFFSPM电机为研究对象,探索电机损耗、效率和电流间的协调规律,实现系统的低速大转矩与高效宽调速运行,为该电机在分布式驱动电动汽车中的应用提供理论依据和技术支持。首先,阐述课题的研究背景、现状及意义,分析HEAFFSPM电机的拓扑、运行原理及调磁机理,在此基础上建立该电机的数学模型,并搭建仿真模型进行分析验证。其次,研究混合励磁电机的id = 0控制、弱磁控制和铜耗最小控制等策略,并进行正确性和有效性验证。为进一步提高驱动系统效率,提出一种计及铜耗和铁耗的效率优化控制策略。推导计及铜耗和铁耗的电机数学模型,并构建该电机效率优化控制系统。研究不同运行工况下,电枢电流和励磁电流的协调控制规律,实现电机的最小损耗运行,增强电机带负载能力,拓宽电机恒功率运行范围,提高系统运行效率。最后,设计以MicroLabBox为核心的混合励磁系统实验平台,验证id = 0控制、铜耗最小控制和效率优化控制等策略的有效性,并对电机的增磁及弱磁特性进行测试。

关键词：混合励磁磁通切换 HEAFFSPM电机增磁弱磁效率优化控制