一种新型结构开关磁阻电机电磁场的有限元分析及起动性能研究

【摘要】：开关磁阻电机(SRM)以其结构简单、坚固、低成本、高容错运行能力、低速高转矩能力、高能量密度和高温运行能力等优良特性,目前已经越来越广泛应用于航空和汽车上的起动/发电系统。作为电机本身,SR电机的起动性能就是一个很关键的技术,本课题中SR电机作为汽车起动/发电系统的起动机兼发电机,其起动性能更加值得研究。本文将以新型六相12/10结构的SR电机作为研究对象,以有限元方法作为研究方法来开展一系列工作。 本文首先系统地研究了开关磁阻电机的基本理论,给出了六相12/10结构SR电机各种结构参数的设计步骤;建立了SR电机瞬态有限元分析模型,结合其静态模型通过Ansoft软件中的Maxwell 2D模块对电流斩波(CCC)和位置控制模式下12/10 SR电机的起动特性进行了仿真,并对仿真结果进行了深入分析;研究了六相12/10结构SR电机的磁路特性及不同磁路形式对其堵转转矩的影响,并与8/6、6/4结构的SR电机做了比较,首次发现12/10结构SR电机与其它结构SR电机磁路特性的不同;接下来讨论了各种电磁参数的改变对SR电机起动特性的影响;最后在理论研究的基础上完成了对12/10开关磁阻电机矩一角特性实验台的设计和调试,并对样机做了起动转矩的测量,还对12/10 SR电机的起动实验进行了分析。