【摘 要】
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尽管可再生清洁能源是解决能源危机和环境问题的有效途径,但石油目前仍然是支撑现代社会发展的重要能源,而抽油机是石油开采系统中的重要设备。针对现有抽油机用驱动电机转矩需求范围大、效率低和传动结构复杂的问题,本文在具备低速大转矩直驱能力和高效率等优点的磁通切换（Flux-Switching Permanent Magnet,FSPM）电机的基础上,采用混合励磁方案满足抽油机的大范围转矩需求,从而提出一种
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尽管可再生清洁能源是解决能源危机和环境问题的有效途径,但石油目前仍然是支撑现代社会发展的重要能源,而抽油机是石油开采系统中的重要设备。针对现有抽油机用驱动电机转矩需求范围大、效率低和传动结构复杂的问题,本文在具备低速大转矩直驱能力和高效率等优点的磁通切换（Flux-Switching Permanent Magnet,FSPM）电机的基础上,采用混合励磁方案满足抽油机的大范围转矩需求,从而提出一种新型的轴向分段式定子混合励磁磁通切换（Axial Partitioned Stator Hybrid-Excitation Flux-Switching,APS-HEFS）电机。本文围绕以下内容对该新型电机展开研究:1.基于经典的12/10极FSPM电机,采用轴向分段式定子结构,将电励磁绕组和电枢绕组分别放置于不同定子上,提出一种新型的轴向分段式定子混合励磁磁通切换电机,并对电机的磁路结构及调磁机理进行分析。2.为了得到该电机的最佳性能,借助有限元分析方法,从定子和转子的结构和尺寸参数两个方面研究电机结构和尺寸参数对电机性能的影响,以得到该电机的最佳设计参数。3.借助三维有限元分析,对所提电机的静态特性进行分析计算,主要包括磁场分布、空载磁链、空载气隙磁密、空载感应电动势、定位力矩和电磁转矩等,并将所提电机与现有的混合励磁磁通切换电机进行对比研究,分析所提电机结构的优势与不足。4.结合国内外对电机损耗尤其是铁耗的研究分析,针对所提电机结构,建立该电机铁心磁密和铁心损耗的理论计算模型,并借助有限元方法分别对磁密计算结果和损耗计算结果进行验证。
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