收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于变磁阻磁场调节机理的永磁同步电机研究

李春艳  
【摘要】: 永磁同步电机具有体积小、重量轻、效率高、功率因数高、控制特性好等优点,近年来在各个领域获得了广泛的应用。但由于永磁同步电机通常采用稀土永磁体励磁,磁场调节困难,恒功率运行范围小,限制了其应用。传统永磁同步电机通常采用增大直轴去磁电流、利用电枢反应的去磁作用实现弱磁,但这种方法会使绕组铜耗增加,导致驱动系统效率降低,并可能引起永磁体的不可逆退磁。因此,深入进行具有宽广恒功率运行速度范围的永磁同步电机本体结构与弱磁控制方法研究,是目前电机及其控制领域的重要课题。 本文首先提出了基于变磁阻磁场调节机理的永磁同步电机(VMRPMSM)方案,阐述了该新型永磁同步电机的结构,建立其空载等效磁路模型,计算了磁路中各部分的磁阻,探讨了非磁性体的磁阻以及研究磁阻跟随非磁性体形状参数变化的规律;然后,根据磁路计算的气隙磁通和绘制电机弱磁过程的相量图,分析了基于变磁阻磁场调节机理的永磁同步电机的弱磁机理。 永磁体在槽中的位置决定了永磁体产生磁通所经过路径的磁阻,进而决定了气隙磁密的大小,而永磁体的位置是由所受合力确定的。本文依次分析了作用在永磁体上的离心力和摩擦力;构建了永磁体受力分析模型,分析了永磁体位于槽中不同位置的受力;应用有限元方法从永磁体位于槽中位置、非磁性体的形状、电机饱和、永磁体厚度和材料性能以及气隙长度五个方面重点研究了磁场力的变化规律,探讨了非磁性体形状对磁场力的影响。 在电机转速变化的过程中,永磁体的受力状态是不同的。本文在分析了永磁体向上运动(电机升速过程)和永磁体向下运动(电机降速过程)过程中运动的永磁体受力差异的基础上,探讨了永磁体在槽中的运动规律与气隙磁场调节特性。研究了空载气隙磁密和空载反电势跟随主副永磁体之间的距离s的变化规律以及在电机升速和降速两个过程中的差异,并进行了样机的空载反电势测试;应用有限元方法仿真分析了弱磁效果,通过实验测试的方法研究了电机在弱磁过程中的性能。 与传统永磁同步电机不同,由于基于变磁阻磁场调节机理的永磁同步电机转子中永磁体在槽中分段并有运动的特性,因此通过分析电机的漏磁系数与电感系数的变化规律,可为VMRPMSM的设计提供理论依据。本文分析了漏磁系数的影响因素,并从气隙长度、隔磁桥长度、永磁体尺寸及材料性能、永磁体运动和非磁性体形状五个方面研究了极间漏磁系数的变化规律。从电感公式推导和不同激励下的磁力线分布出发,研究了影响基于变磁阻磁场调节机理的永磁同步电机的直交轴电感的主要因素,并应用有限元方法分别从永磁体厚度、隔磁桥尺寸、电机饱和状态、非磁性体形状以及永磁体运动五个方面研究了电机的直交轴电感参数的变化规律。在电机参数分析的基础上研究了电机参数变化对弱磁性能的影响。 理论分析和实验研究表明,本文提出的基于变磁阻磁场调节机理的永磁同步电机方案,具有弱磁方法简单、转速调节容易以及系统效率高等特点,为永磁同步电机驱动系统调速性能的提高提供了一种新的行之有效的方案。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 过璧君;薄膜磁阻传感器及其应用[J];磁性材料及器件;1994年03期
2 李维;磁性优势[J];国外科技动态;1994年04期
3 王建奇;交流继电器噪声的产生机理和消除方法[J];机电元件;2005年03期
4 魏克宝;;电机定子磁动势浅析[J];甘肃科技纵横;2007年04期
5 董宏林;王子华;魏绍义;;整体四磁极径向电磁轴承电磁耦合分析[J];大庆石油学院学报;2006年03期
6 康宜华,武新军,杨叔子;录井钢丝直径的恒磁测量原理[J];华中理工大学学报;1996年11期
7 王兴华,励庆孚,石山;永磁电机磁阻转矩的抑制方法[J];西安交通大学学报;2002年06期
8 胡晓秋;;磁导率的研究与应用[J];内江科技;2006年08期
9 鲁玉来;史玉林;;活动铁芯式起重电磁铁原理及应用[J];船舶工程;2010年04期
10 钱仰德;卢荣德;;磁路定理实验仪的研制和应用[J];大学物理;2011年08期
11 孙雨施;磁系统非工作气隙磁阻的测试、分析与研究[J];机电元件;1981年03期
12 ;熔体快淬La-Sr-Mn合金的氧化处理和磁阻特性[J];金属功能材料;1999年04期
13 宋述忠,裴海鹰,陈网华,王安心,马炳烈;磁力双稳态操动机构优化设计计算[J];高压电器;2001年06期
14 李丽;回转齿轮中频感应淬火开裂原因分析[J];山东机械;2005年04期
15 朱华;花银群;;电磁材料的电磁参数及测量[J];金属功能材料;2006年06期
16 张宣嘉,许祝安,徐斌鸿,牧天,张其瑞,曾兴斌;GdHO_(0.15)合金电阻率研究[J];低温物理学报;1995年02期
17 田茂昕 ,马志源,詹琼华;基于MATLAB的开关磁阻发电机数字仿真[J];中小型电机;2001年02期
18 李险峰;磁场和磁路的基本物理量[J];中国科技信息;2005年17期
19 国文;D_yNi_2B_2C薄膜的磁阻效应[J];金属功能材料;2000年04期
20 刘洪涛;磁阻反应式同步电机在腈纶纺丝线的应用[J];电机技术;2002年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 薛庆忠;章晓中;袁俊;;Fe_x-C_(1-x)/Si膜的巨磁阻和电输运性能[A];2004年中国材料研讨会论文摘要集[C];2004年
2 王亚象;;滚压对车轴磁粉探伤灵敏度的影响[A];陕西省第十届无损检测年会论文集[C];2006年
3 徐善琛;张建文;阚瀛;;交流接触器剩磁现象分析及解决方法[A];第十七届全国煤矿自动化学术年会、中国煤炭学会自动化专业委员会学术会议论文集[C];2007年
4 孙仁涛;吴东阁;孔海霞;王晓雯;李绍恒;刘佩瑶;李鸿儒;;低功耗磁敏电阻的研制及其应用[A];新世纪 新机遇 新挑战——知识创新和高新技术产业发展(上册)[C];2001年
5 韦建敏;杨永明;;一种基于DSP的无位置传感器开关磁阻电机调速系统[A];电工理论与新技术2004年学术研讨会论文集[C];2004年
6 张文海;谭宏松;;永磁直流力矩电动机励磁静摩擦力矩研究[A];第十三届中国小电机技术研讨会论文集[C];2008年
7 程为智;赵恒和;董心权;何开元;吴跃中;;Fe_(78)Si_9B_(13)非晶合金丝热处理的磁阻杭效应[A];第四届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];2001年
8 林锡忠;;论直流电磁轭铁心截面积对励磁电流和磁通的影响[A];2006年西南地区第九届NDT学术年会暨2006年全国射线检测新技术研讨会论文集[C];2006年
9 林锡忠;;直流电磁轭铁心截面积对励磁电流和磁通的影响[A];2007四川省理化检验、无损检测学术交流年会论文集[C];2007年
10 吴刚;李一博;胡晓莉;靳世久;;磁阻传感器在“管道机器人”的地面标记器中的应用[A];中国仪器仪表学会第六届青年学术会议论文集[C];2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 车平;ZnO基稀磁半导体的制备与性质研究[D];中国科学院研究生院(长春应用化学研究所);2005年
2 史涔(氵山一几攵);新型半导体换流低速磁阻电动机的研究[D];浙江大学;2002年
3 王军伟;低维铋系纳米材料的合成、结构与性能研究[D];清华大学;2003年
4 苏卫锋;硅基稀磁半导体薄膜的制备及其结构和输运性质的研究[D];复旦大学;2010年
5 王翠焕;电子型超导体Nd_(2-x)Ce_xCuO_4和三角格子Na_xCoO_2体系的输运性质研究[D];中国科学技术大学;2006年
6 吴涛;Na_xCoO_2体系的电荷有序态和铁基超导体的磁性研究[D];中国科学技术大学;2009年
7 朱博;半导体异质结二维电子气的磁输运特性研究[D];兰州大学;2006年
8 徐海贵;基于磁阻传感器阵列的车辆自主导航系统研究[D];上海交通大学;2009年
9 尹华杰;主轴永磁同步电机电磁结构及“弱磁”问题的研究[D];华中理工大学;1994年
10 孔春阳;金刚石薄膜磁阻效应及相关问题的研究[D];重庆大学;2002年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘亚静;Sr_2RuO_4超导体c方向磁阻行为研究[D];重庆大学;2004年
2 高初;应用人工神经网络分析共面波导中的电磁阻带结构[D];东南大学;2003年
3 张晓晖;自激换流低速磁阻电动机及其控制策略研究[D];浙江大学;2006年
4 黄智;铁基大块非晶的输运性质研究[D];重庆大学;2004年
5 李正;永磁性Nd基、Pr基大块非晶合金的制备及其物理性质的研究[D];重庆大学;2003年
6 舒立;飞轮蓄能系统的建模及仿真研究[D];华北电力大学;2000年
7 王冰;锑化铟磁阻型光电传感器的部分特性及其微观机理[D];华南师范大学;2004年
8 王向;基于MATLAB的无位置传感器开关磁阻电机系统的仿真研究[D];河北工业大学;2004年
9 夏攀;片上寄生电感电路参数K的研究及应用[D];复旦大学;2008年
10 刘洪;锑化铟磁阻转速传感器设计[D];华南师范大学;2002年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 ;飞思卡尔率先将MRAM技术投入商用[N];中国电子报;2006年
2 ;飞思卡尔率先将MRAM技术投入商用[N];科技日报;2006年
3 江苏 崔恩仲;电磁灶用锅有讲究[N];电子报;2007年
4 无锡 崔恩仲;弧底锅巧改平底普遍适用电磁灶[N];电子报;2007年
5 牟平;“超导”应用前景诱人[N];中国乡镇企业报;2001年
6 通讯员 田亦柱;我国研发成功新型电动机调速系统[N];中国电力报;2006年
7 江苏 沙鹏;开关磁阻电动机[N];电子报;2002年
8 安徽 杨光;交流单相小功率电源变压器的选用[N];电子报;2007年
9 闫书强;不会消失的“0”和“1”[N];电脑报;2009年
10 段玉利;修理DD862型电能表应注意的问题[N];中国电力报;2000年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978