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新型定子分区双凸极记忆电机研究与设计
| 论文题名： | 新型定子分区双凸极记忆电机研究与设计 |
| 关键词： | 电动汽车;记忆电机;优化设计;电磁性能 |
| 摘要： | 电机作为电动汽车最重要的部分，一直以来受到广泛的关注。传统永磁电机具有高功率密度、高转矩密度、高效率、低转矩脉动等优点，因而在电动汽车领域得到广泛应用，但其气隙磁场难以调节，恒功率区窄，调速范围有限的问题仍不能解决。随着记忆电机等概念的提出，永磁电机的宽调速范围运行成为可能，许多学者对其进行了研究，其中直流调磁记忆电机，通过对低矫顽力永磁体，施加不同幅值的电流脉冲，实现了对气隙磁通的调整，方法简单高效并且励磁损耗几乎为零。但直流调磁记忆电机普遍存在定子结构复杂，电枢绕组与调磁绕组存在几何冲突，记忆磁体容易发生意外退磁等一系列问题。 针对这些问题，本文通过对记忆电机拓扑结构现状的分析，提出一种新型拓扑，即定子分区双凸极记忆电机(Partitioned Stator Double Salient Memory Machines，PS-DSMM)，该拓扑结构利用内外两个凸极定子，将电枢绕组与永磁体分离，在保留直流调磁优势的同时，减轻了电枢绕组与调磁绕组以及绕组与永磁体之间的几何冲突，降低了记忆磁体不可逆退磁的风险，提高了转矩密度，并降低了制造难度。本文以PS-DSMM为研究对象，对基本原理、磁场调制模型、优化设计、样机验证等方面进行了研究。论文的主要工作如下： (1)介绍研究背景与意义，对记忆电机拓扑结构现状展开描述，介绍不同拓扑结构的运行原理以及该结构的优势与不足，同时简要概述电机优化的研究现状，对智能算法与代理模型在电机中的应用进行介绍。 (2)详细说明了电机结构的演变过程与运行原理，并进行仿真对比。通过平行四边形磁滞模型，介绍了记忆磁体的工作原理，对增磁与去磁两种状态进行磁路分析，并仿真验证。 (3)根据磁场调制原理，对PS-DSMM进行转矩分析，依据对DSPM的分析结果，建立PS-DSMM磁场调制解析模型，并将解析结果与仿真进行对比验证。 (4)基于Workbench平台，使用多目标分层优化方式，结合代理模型与智能算法，对增磁状态下，PS-DSMM额定运行时的输出转矩、转矩脉动以及铁损进行优化，得出优化结果，并进行调磁验证。 (5)制作样机，搭建空载与负载试验平台，对不同磁化状态的反电动势与负载转矩进行测试，并与仿真对比，验证电磁性能。 该论文有图81幅，表8个，参考文献99篇。 |
| 作者： | 刘国骏 |
| 专业： | 电气工程 |
| 导师： | 胡义华 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 中国矿业大学(江苏) |
| 学位年度： | 2022 |
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