汽车用无刷电磁与内置永磁并联磁路混合励磁稳压发电机研究

作     者：赵玉真 

作者单位：山东理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：张学义

授予年度：2017年

学科分类：082304[工学-载运工具运用工程] 08[工学] 080204[工学-车辆工程] 0802[工学-机械工程] 0823[工学-交通运输工程] 

主      题：汽车 无刷电磁 内置切向永磁 混合励磁发电机 磁场仿真 

摘      要：混合励磁发电机是发电机内同时存在永磁体和电励磁绕组两种磁势源,在保证发电机高效率、低能耗的前提下,实现气隙内磁场可调的一类新型发电机,在汽车电源系统应用中具有广阔的前景。分析混合励磁发电机不同拓扑方案,提出无刷爪极电励磁转子与内置切向永磁转子组成并列转子,共用同一个定子铁芯和电枢绕组的混合励磁发电机结构,确定了无刷爪极电励磁转子、内置切向永磁转子及定子的几何尺寸。设计了内置切向永磁转子隔磁槽,减小矩形永磁体在转子铁芯内的漏磁量,增大主气隙磁通,提高发电机效率。运用等效磁路法建立了永磁磁场、电励磁磁场以及混合励磁发电机合成磁场的等效磁路模型,通过求解等效磁路模型,推导出混合励磁发电机中主磁导、漏磁导、有效磁通、漏磁通以及漏磁系数的计算方法,为分析漏磁影响因素,提高磁场利用率,优化混合励磁发电机的结构提供了理论依据。利用磁场有限元分析软件分别建立了永磁磁场、电励磁磁场和混合励磁发电机合成磁场的仿真模型,获得磁力线分布图、磁通密度矢量图、磁通密度云图、气隙磁密分布曲线,以及空载和带载电枢绕组电流波形、电压波形,仿真结果表明该混合励磁发电机的磁场分布合理,改变电励磁电流的方向能够实现电励磁磁场对混合励磁发电机气隙磁场的“增磁和“弱磁作用。设计出采用通过控制电励磁绕组通电电流双向变化、实现气隙中磁场可调的稳压调节电路,在发电机转速和负载不断变化时给汽车蓄电池和用电设备提供稳定直流电的,永磁磁回路与电励磁磁回路相互独立的无刷电磁与内置永磁混合励磁稳压发电机。