【摘 要】
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传统开关磁链永磁电机（Switched Flux Permanent Magnet machine,SFPM machine）直轴磁场不易调节,为了提高该电机的最大转速,电机通常采用弱磁控制方式实现高速运行。但由于逆变器最大输出电压的限制,电机调速范围有限。为了解决SFPM电机直轴磁场不易调节的问题,本文在传统12/10 SFPM电机的基础上,引入放置在电机端部的导磁块,通过机械弱磁改善该电机的调
【基金项目】
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国家自然科学基金（52077055）；
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传统开关磁链永磁电机（Switched Flux Permanent Magnet machine,SFPM machine）直轴磁场不易调节,为了提高该电机的最大转速,电机通常采用弱磁控制方式实现高速运行。但由于逆变器最大输出电压的限制,电机调速范围有限。为了解决SFPM电机直轴磁场不易调节的问题,本文在传统12/10 SFPM电机的基础上,引入放置在电机端部的导磁块,通过机械弱磁改善该电机的调磁性能,主要工作和研究内容如下:（1）分析了同步旋转坐标系下SFPM电机的数学模型,阐述了电机的弱磁原理,并研究了影响电机最大弱磁能力的电磁参数。根据SFPM电机简化磁路等效模型,推导了永磁磁链与电感的表达式。由于电机的最大弱磁能力与永磁磁链和直轴电感有关,在定子外围放置导磁块减小了电机定子外围的漏磁阻,削弱了永磁磁链的同时增大了直轴电感,拓宽了电机的调速范围。（2）根据机械调磁原理,本文提出了端部磁通可调开关磁链（END-Flux Adjustable Switched-Flux Permanent-Magnet,End-FASFPM）电机与双L型磁通可调开关磁链（Double L-Flux Adjuster SFPM,DL-FASFPM）电机,通过对比分析使用两种导磁块时的电机的弱磁性能,验证了双L型导磁块的机械弱磁能力,分析了DL-FASFPM电机的调磁过程。（3）通过分析DL-FASFPM电机的电磁特性,从空载磁链,反电势,电磁转矩以及端部局部饱和现象等方面研究了双L型导磁块对SFPM电机磁场的影响。在相同定子外径下,对比了轭部与双L型导磁块对SFPM电机弱磁性能的影响。研究结果表明:当双L型导磁块参与机械弱磁时,电机磁链幅值削弱为原来的64.46%,直轴电感增大了10.87%。与导磁块仅置于定子轭部的方案相比,DL-FASFPM电机的弱磁系数增大13%,电机具有更宽的调速范围和恒功率范围。（4）最后制作了一台可以实现双L型导磁块机械弱磁的12/10 SFPM电机,搭建测试平台进行了反电势、电磁转矩与直轴电感样机实验,验证了双L型导磁块参与电机机械弱磁的可行性与有效性。
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