轴向磁通盘式开关磁阻电机的研究

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本文将轴向磁通盘式电机和开关磁阻电机相结合,研究出适用于电动汽车的轴向磁通盘式开关磁阻电机。由于开关磁阻电机的双凸极结构特点导致电机具有非线性特征,本文主要研究轴向磁通盘式开关磁阻电机的磁链特性和转矩特性。  首先介绍轴向磁通盘式开关磁阻电机的结构组成和工作原理,推导出电机尺寸的详细计算公式,根据给定的电机额定参数计算出电机主要尺寸,依照计算出的电机尺寸进行有限元建模仿真,并将仿真结果与额定参数进行对比。  然后根据电机主磁通流向的不同将电机转子位置角度分为三个区域,建立等效磁路模型,利用气隙分割法求出每个区域相对的气隙磁导,进而求出每个区域的磁链。将等效磁路法计算出的磁链值与有限元仿真得到的磁链值进行对比分析,证明等效磁路法的准确性,在此基础上通过改变电机定子极弧、转子极弧和气隙长度这三个电机尺寸来研究电机尺寸变化对磁链的影响。  最后利用傅里叶级数拟合的方法得到磁链与励磁电流之间的函数关系,并且将函数拟合法和等效磁路法相结合,得到考虑定子极弧、转子极弧、气隙长度和励磁电流四者同时发生变化时的磁链值,及通过该磁链模型建立的转矩模型。通过该转矩模型能够快速计算出平均转矩和转矩脉动。
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