分数槽集中绕组永磁同步电机电枢反应对永磁体影响分析

论文摘要

分数槽集中绕组永磁同步电机是一种特殊定子结构的永磁电机,由于其结构和性能的特殊性,目前在许多场合都得到了广泛的应用。首先,分数槽电机解决了电机设计中所面临的电机极数多而槽数少之间的矛盾;其次通过等效分布的作用,削弱了电动势的谐波成分,以达到改善电动势波形和提高绕组利用率的效果;分数槽绕组会产生分数次谐波,谐波含量较多;但是,分数槽能削弱齿谐波,能够有效地削弱永磁电机的定位转矩。在定子采用短距分布绕组的传统永磁同步电机中,气隙磁场谐波分量较小,转子上永磁体内的涡流损耗很小,故常忽略。但是,在分数槽绕组中,磁动势谐波影响较大,随着频率的升高,在转子内感应的涡流损耗作用较强,不可忽略。涡流损耗会引起很高的温升,从而引起永磁体局部退磁。所以研究分数槽绕组永磁同步电机的永磁体涡流损耗是非常必要的。首先分析了分数槽集中绕组理论和电机设计原则,总结出了分数槽极槽配合的规律,然后推得分数槽绕组的绕组系数和磁动势谐波成分,最后根据相关的电磁场理论和有限元分析理论,求出8极9槽分数槽永磁电机空载和负载时的电磁场分布,根据求得的电磁场结果,后处理得到影响永磁体涡流的感应电动势大小,为分数槽永磁电机这种特殊电机的设计,提供了相应的理论指导。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 永磁电机的发展
• 1.2 分数槽永磁同步电机的特点
• 1.3 本课题的研究背景和内容
• 第二章 分数槽集中绕组永磁同步电机的理论与设计
• 2.1 永磁同步电机的结构和运行原理
• 2.1.1 永磁同步电机的运行原理
• 2.1.2 永磁同步电机的结构
• 2.1.3 永磁同步电机的绕组结构分类
• 2.2 交流绕组分析的基本方法
• 2.3 分数槽集中绕组永磁电机的设计特点
• 2.3.1 分数槽集中绕组的极槽配合
• 2.3.2 永磁同步电机的设计原则
• 第三章 永磁同步电机交流绕组磁动势分析
• 3.1 传统交流短距分布绕组的磁动势分析
• 3.1.1 单个线圈的磁动势
• 3.1.2 线圈组的磁动势
• 3.1.3 相绕组的磁动势
• 3.1.4 传统交流短距分布绕组三相合成磁动势的谐波分析
• 3.1.5 传统交流短距分布绕组系数的算例
• 3.2 永磁同步电机分数槽集中绕组磁动势分析及绕组系数的计算
• 3.2.1 单个线圈的磁动势
• 3.2.2 线圈组的磁动势
• 3.2.3 相绕组的磁动势
• 3.2.4 分数槽集中绕组三相合成磁动势的谐波分析
• 3.2.5 分数槽集中绕组系数的算例
• 3.3 永磁体涡流损耗的计算模型
• 第四章 分数槽集中绕组永磁同步电机的电磁场分析
• 4.1 有限元分析方法简介及求解步骤
• 4.1.1 有限元法求解电磁场的基本原理
• 4.1.2 有限元法求解电磁场的基本过程
• 4.2 分数槽集中绕组永磁同步电机的电磁场分析
• 4.2.1 空载时电磁性能的分析
• 4.2.2 负载时电磁性能的分析
• 4.3 分数槽集中绕组永磁同步电机的电枢反应的有限元分析
• 4.3.1 负载时电磁性能的分析
• 4.3.2 磁通量Φ的计算
• 4.3.3 永磁体内感应电动势E的计算
• 第五章 结论
• 参考文献
• 发表论文和科研情况说明
• 致谢