轴向磁通开关磁阻电机有限元分析文献综述

 2021-09-25 08:09

毕业论文课题相关文献综述

1.课题的背景与意义

开关磁阻电机( Switched Reluctance Machine简称SRM电机)是20世纪80年代发展起来的一种新型电机[1]。开关磁阻电机是一种新型调速电机,调速系统兼具直流、交流两类调速系统的优点,是继变频调速系统、无刷直流电动机调速系统的最新一代无极调速系统。它的结构简单坚固,调速范围宽,调速性能优异,且在整个调速范围内都具有较高效率,系统可靠性高。因此广泛应用于在电动车用驱动系统、家用电器、工业应用、伺服系统、高速驱动、航空航天等众多领域中。

传统的开关磁阻电机为双凸极结构,转子上既无绕组也无永磁体,定子上饶有集中绕组,径向相对的磁极上的绕组串联成为一相。电机可以设计成单相、两相、三相等多种不同相数结构, 且定转子的极数有多种不同的搭配, 其相数多, 步距角小, 利于减小转矩脉动, 但结构复杂, 且主开关器件多, 成本高。传统的开关磁阻电机的双凸极结构导致了它具有一定的缺点:1、开关磁阻电动机转子上产生的转矩是由一些列脉冲转矩叠加而成的,由于双凸极结构和磁路饱和非线性的影响,合成转矩不是一个恒定转矩,而有一定的谐波分量,这影响了电动机低速运行性能。2、电动机传动系统的噪声与震动比一般电动机大。所以从电机本体上减小转矩脉动成为重要的研究内容。

轴向开关磁阻电机由转子、绕组、定子、轴等组成,转子和定子沿轴向分布。轴向磁通开关磁阻电机是为了克服传统的开关磁阻电机的缺点对传统的开关磁阻电机进行优化设计。因此必须对轴向磁通开关磁阻电机的基本结构和电机内部磁场的分布情况进行深入了解研究,对电机的机电性能进行分析并找寻相应的解决方法和技术。

2.课题的国内外研究现状的介绍

上世纪80 年代初,英国Leeds大学和Nottingham大学合作研发成功并正式发表了他们的成果从此开创了SRM电机的发展阶段。中国的开关磁阻电机的开关磁阻电机的研究起步较晚,但是起点较高。

目前的开关磁阻电机有磁悬浮开关磁阻电机、无轴承开关磁阻电机、分块开关磁阻电机、横向磁通开关磁阻电机、轴向磁通开关磁阻电机等多种类型。其主要区别在于电机中定子和转子结构的不同,从而改善传统开关磁阻电机双凸极结构所带来的缺点。

为了减小转矩脉动,提高转矩密度在国内外的较多研究中主要针对径向磁

通结构的SRM。如分块开关磁阻电机的研究现状及其新结构构想,研究对现有的分块开关磁阻电机进行研究得出分块开关磁阻电机具有较好的可靠性、容错性、较高的输出转矩等特点[2]。在这些研究中不仅进行了开关磁阻电机优化设计更针对开关磁阻电机磁路进行了优化设计及性能分析[3,4]。应用有限元分析的方法对开关磁阻电机进行分析并对开关磁阻铁耗进行了计算[5,6,7]

在迄今为止的国内外开关磁阻电机的研究中针对轴向磁通结构的研究相对较少。轴向磁通开关磁阻电机保持了开关磁阻电机的双凸极结。不同的是轴向磁通开关磁阻电机的转子是位于定子上方,形成轴向结构。在整个SRM调速系统中起到实现机电能量转换的作用部件。在轴向磁通开关磁阻电机的研究中国外的研究人员研究了用于电动汽车的轴向磁通分块转子SRM,采用12/8 极、单定子、双转子结构,额定功率1750W,额定转速600r/min,功率密度1.82(Nm)/kg[8]。还对轴向磁通开关磁阻电机的特点和基本特性进行研究[9,10,11]。并且对轴向磁通开关磁阻电机的软磁复合材料进行了研究[12]。部分研究人员开张了对轴向磁通开关磁阻电机漏磁的研究[13]。在国内的轴向磁通开关磁阻电机的研究较之国外少。但是也有研究人员提出了提出了一种新型轴向磁通SRM,推导了其转矩方程,并进行了三维有限元分析和样机试验研究[14]。并对轴向磁通开关磁阻电机参数方法进行研究实验,为后续的研究设计提供参考方法。[15]

剩余内容已隐藏,您需要先支付 10元 才能查看该篇文章全部内容!立即支付

以上是毕业论文文献综述,课题毕业论文、任务书、外文翻译、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。