帶部分疊片定子的軸向磁通永磁同步電機(jī)的反電動(dòng)勢(shì)和齒槽定位轉(zhuǎn)矩

1、論文作者：W. Fei and P. C. K. Luk論文來(lái)源：IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS, VOL. 45, NO. 10, OCTOBER 2009Conclusion12345IntroductionMachine and FE ModelsMagnet Shape OptimizationExperimental Validation INTRODUCTION軸向磁通永磁電機(jī)軸向磁通永磁電機(jī):u高長(zhǎng)徑比高長(zhǎng)徑比u高轉(zhuǎn)矩密度高轉(zhuǎn)矩密度u高效率高效率電力拖動(dòng)應(yīng)用More popular電動(dòng)汽車(chē)SMC的出現(xiàn)INTRODUCTION帶有部分疊鋼片的軸向磁通永

2、磁電機(jī): 高磁通材料和生產(chǎn)成本降低更準(zhǔn)確的方法來(lái)建立電機(jī)特性模型NEED:較強(qiáng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)較小的磁芯損耗INTRODUCTION本文主要研究了帶有部分疊片定子的AFPM電機(jī)的改進(jìn)模型3-D FEA 基于各向同性模型 基于各向異性模型兩種 3-D 有限元模型反電動(dòng)勢(shì)和齒槽定位轉(zhuǎn)矩分析Conclusion12345IntroductionMachine and FE ModelsMagnet Shape OptimizationExperimental ValidationMACHINE AND FE MODELSAFPM 分解圖.線性比例大小的疊鋼片組成的定子極堆疊形成剛性疊片鐵芯。MACHINE

3、 AND FE MODELS電機(jī)轉(zhuǎn)子和定子的簡(jiǎn)化2-D圖。 (a) 轉(zhuǎn)子磁體優(yōu)化 (b) 定子疊片排列MACHINE AND FE MODELS 每個(gè)定子極 ： 集中繞組 ，單獨(dú)用兩個(gè)高強(qiáng)度的鋁合金環(huán)狀支點(diǎn)連接組成一個(gè)沒(méi)有磁軛的，最大磁性材料利用率的磁芯。優(yōu)點(diǎn)：1 更短的根部繞組，高轉(zhuǎn)矩密度和效率2 高繞組填充因數(shù)3 減小了電機(jī)各相的互感系數(shù)，各相獨(dú)立，優(yōu)化的故障容錯(cuò)4沒(méi)有定子磁軛，減輕了定子磁芯重量和定子損耗MACHINE AND FE MODELS在d軸轉(zhuǎn)子位置開(kāi)路磁密分布(a) 各向同性模型 (b) 各向異性模型MACHINE AND FE MODELS用加強(qiáng)陰影來(lái)突出同一定子極下的磁密

4、分布的區(qū)別(a) 各向同性模型 (b) 各向異性模型預(yù)測(cè)更接近實(shí)際Conclusion12345IntroductionMachine and FE ModelsMagnet Shape OptimizationExperimental ValidationMAGNET SHAPE OPTIMIZATION采用轉(zhuǎn)子永磁體形狀優(yōu)化技術(shù)，抑制反電動(dòng)勢(shì)和轉(zhuǎn)矩中的諧波2oiooisRRRRR 為了避免樣機(jī)額外的加工復(fù)雜度，研究定子相同、轉(zhuǎn)子磁鐵不同形狀和不同位置的電機(jī)，永磁體的體積保持不變。環(huán)形參數(shù)、磁鐵內(nèi)部電阻Ri和外部電阻R0的關(guān)系：MAGNET SHAPE OPTIMIZATION不同定子位置和

5、不同磁鐵跨度角的磁密分布圖 磁通密度在內(nèi)部高，外部低；增大，內(nèi)部和外部的磁通密度差變小。MAGNET SHAPE OPTIMIZATION不同磁體跨度角下一周期內(nèi)的轉(zhuǎn)矩變化圖 磁體的形狀對(duì)轉(zhuǎn)矩的影響很大。接近46。 ，可以大大抑制轉(zhuǎn)矩MAGNET SHAPE OPTIMIZATION不同 磁極角 度下的相反電動(dòng)勢(shì) 特性基本電勢(shì)幾乎不變THD相對(duì)比較大BHD相當(dāng)小不同 磁極角 度下的轉(zhuǎn)矩 特性平均轉(zhuǎn)矩基本不變但轉(zhuǎn)矩波動(dòng)較大Conclusion12345IntroductionMachine and FE ModelsMagnet Shape OptimizationExperimental Va

6、lidationEXPERIMENTAL VALIDATIONAFPM樣機(jī)和實(shí)驗(yàn)裝置在轉(zhuǎn)矩測(cè)試中，由于實(shí)驗(yàn)裝置的機(jī)械容錯(cuò) ， 測(cè)量值越小產(chǎn)生的實(shí)驗(yàn)誤差越大，所以只測(cè)量了轉(zhuǎn)矩的峰值。 一個(gè)周期內(nèi)樣機(jī)的齒槽定位轉(zhuǎn)矩EXPERIMENTAL VALIDATION反電動(dòng)勢(shì)分析 各向異性模型與實(shí)驗(yàn)結(jié)果更接近 時(shí)域頻域Conclusion12345IntroductionMachine and FE ModelsMagnet Shape OptimizationExperimental ValidationCONCLUSIONu本文提出了帶有部分疊片定子的軸向磁通永磁電機(jī)的改進(jìn)模型，該模型是基于定子鐵芯的各向異性的；u電機(jī)反電動(dòng)勢(shì)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，各向異性模型在預(yù)測(cè)電機(jī)性能方面比各向同性模