【摘 要】
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永磁电机为了能在运行中获得较大的调速范围大多采用传统的矢量控制弱磁扩速方法,但是这种方法存在着一些缺点:调速范围仍受到母线电压、逆变器容量的限制;直轴电流增加了励
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永磁电机为了能在运行中获得较大的调速范围大多采用传统的矢量控制弱磁扩速方法,但是这种方法存在着一些缺点:调速范围仍受到母线电压、逆变器容量的限制;直轴电流增加了励磁损耗,降低了高速运行时的效率。针对上述问题,本文将记忆电机的理念应用在爪极电机中,提出了一种可变磁通爪极记忆电机。它通过施加电流脉冲直接改变永磁体的磁化程度,因此几乎没有励磁损耗。首先,介绍了爪极记忆电机的结构和工作原理。分析了爪极记忆电机在设计之中由于特殊的爪极结构和期望的调磁范围而产生的特点。分析电机内部磁通路径,分块计算磁路各部分的磁导,建立了电机的等效磁路模型。通过有限元仿真分析电机的空载反电势,负载转矩等参数,确定了电机设计的合理性。其次,用设计的磁路装置测量了铝镍钴样品的多组磁滞回线,从中分析了铝镍钴的磁化曲线在调磁过程中的变化特点,并总结了规律。通过有限元仿真分析了实验数据的误差。在平行四边形磁滞模型的基础上提出了改进模型,并利用实验数据对比分析了模型改进前后的准确性,分析了利用模型对电机调磁过程仿真的准确性。根据铝镍钴磁滞回线在调磁过程中的变化特点,提出了在有限元软件中利用磁滞模型的分步仿真方法。然后,为了给电机的调磁提供依据,通过仿真研究了电机磁通与调磁电流幅值的关系。分析了调磁过程中电机内部磁场,解释了充退磁所需调磁电流大小不同的原因,研究了爪极记忆电机励磁的铝镍钴和钕铁硼的串并联结构对调磁特性的影响,并从调磁后铝镍钴磁场的均匀性和避免发生不可逆退磁的裕量两方面对调磁的可行性进行了分析。最后,通过有限元仿真计算了电机在不同磁化程度下的磁链,电感,电阻等参数。通过公式分别计算了电机在采用常规弱磁控制和不同磁化程度下的记忆电机调磁控制时的转矩-转速曲线,从调速范围、输出转矩等方面对比说明记忆电机调磁控制的优势。以总体效率最高为目标研究了记忆电机调磁控制的磁通调节方案。
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