机械变磁通轴向磁场永磁同步电机设计与电磁特性分析

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1、分类号_______________________密级____________________UDC_______________________学号硕士学位论文ThesisforMastersDegree论文题目机械变磁通轴向磁场永磁同步电机设计与电磁特性分析申请学位类别_________工程硕士专业名称_________控制工程研究生姓名____________导师姓名、职称刘细平副教授二〇一五年一月分类号：______________密级:UDC：学号:硕士学位论文机械变磁通轴向磁场永磁

2、同步电机设计与电磁特性分析Designofaxialfluxvariablefluxpermanentmagnetsynchronousmachinewithmechanicaldeviceandelectromagneticcharacteristicanalysis学位类别：工程硕士作者姓名：章超工程领域：控制工程研究方向：电机设计与控制指导教师：刘细平副教授年月日学位论文独创性声明本人声明所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地

3、方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含己获得江西理工大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示谢意。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。研究生签名:时间：年f月乡曰学位论文版权使用授权书本人完全了解江西理工大学关于收集、保存、使用学位论文的规定：即学校有权保存按要求提交的学位论文印刷本和电子版本，学校有权将学位论文的全部或者部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复

4、制手段保存、汇编以供查阅和借阅；学校有权按有关规定向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版。本人允许本学位论文被查阅和借阅，同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，并通过网络向社会公众提供信息服务。保密的学位论文在解密后适用本授权书江西理工大学硕士学位论文摘要摘要机械变磁通轴向磁场永磁同步电机（AFVFPMSM）是利用机械调整装置调节气隙磁场的一类特种电机。本文结合轴向磁场电机和机械变磁通永磁电机的优点，提出适用于机械调磁的拓扑结构，深入研究新型电机的运行机理，探究该类电机的

5、电磁设计理论，分析电机的三维磁场分布规律，精确计算电机的电磁参数，分析电机的各项损耗特性，为该类电机应用于电动汽车和混合动力汽车驱动等领域奠定理论和技术基础。本文主要的研究内容与成果如下：1.电机结构与运行机理分析。在分析比较气隙调整式、定子错开式和转子错开式等AFVFPMSM电机的基础上，提出了一种结构简单、工作可靠和调磁能力较强的新型电机拓扑结构；根据新型电机的结构特征，设计了实现调磁功能的机械传动装置，并深入分析了电机的机械调磁机理。2.电机设计和优化。根据此类电机的固有结构特征，确定了电

6、机的电磁设计方案，选定了电机定转子材料、永磁体材料和绕组结构，推导出此类新型电机的电磁功率方程和输出功率方程，初步确定电机结构尺寸；对电机的永磁体结构进行优化分析，得到最优尺寸参数。3.磁场有限元分析和电磁特性计算。利用Maxwell电磁场分析软件建立了新型电机的三维有限元分析模型；分别计算了电机两转子处于对齐位置和错开位置时的电机磁场分布规律；获得了电机绕组磁链、感应电动势和电感等电磁特性，并研究了该电机的调磁能力。4.电机损耗分析计算。推导了电机定子绕组铜耗、定转子铁心损耗和永磁体涡流损耗的

7、计算公式，掌握电机损耗分布规律，利用有限元方法计算了电机铜损、铁损和永磁体涡流损耗等相关参数，并获得了不同转子位置下电机损耗的变化规律。关键词：轴向磁场；机械调磁；电磁设计；仿真建模；损耗分布IAbstractAbstractAxialfluxvariablefluxpermanentmagnetsynchronousmachine(AFVFPMSM)withmechanicaldeviceisakindofspecialmachinewithfieldregulation,whichcombi

8、nedthevirtuesofaxialfluxmachineandvariablefluxpermanentmagnetmachinewithmechanicaldevice,andsametypicaltopologicalstructuresofVFPMSMarepresentedinthispaper.Theoperationprincipleofthemachineisinvestigateddeeplyandtheelectromagneticdesigntheoryisexplor