陈起旭,徐俊,杨松,王云洪,赵龙涛,曹秉刚



大功率盘式交流永磁同步电机电磁场分析

陈起旭1,徐俊1,杨松2,王云洪2,赵龙涛2,曹秉刚1

盘式交流永磁同步电机(以下简称盘式电机)是一种采用轴向磁通励磁,通过盘形定、转子的相对运动在转子轴上产生电磁转矩的特殊电机。由于盘式电机兼具轴向尺寸短、功率密度高、转动惯量小以及结构简单、体积小、质量轻、损耗小、效率高等优点[1-2],目前已逐渐应用于航空航天、石油钻探、数控机床、工业机器、电动汽车等领域。

近年来,国内外学者对盘式电机进行了大量的研究。文献[3]利用三维有限元方法对盘式电机的起动性能和电感参数进行了仿真研究,但只是计算了电机的交直轴电枢反应电感,并利用MATLAB建立了仿真模型,验证了盘式电机的起动特性;文献[4-5]针对有槽绕组的轴向磁通永磁电机,在降低齿槽转矩和空载功率损耗方面进行了实验研究,在实验平台上通过改变气隙、斜极、转子盘的相对角度偏移以及使用PVC或Somaloy材料制作的槽楔来封闭槽口,研究了这些措施对齿槽转矩和空载反电势的影响,但研究对象是单定子、单转子方案,且没有考虑负载工况以及电感参数;文献[6]使用有限元方法对电机定子铁芯采用的软磁材料和卷绕带状材料进行了铁芯损耗的对比研究。文献[7]提出了一种混合励磁的轴向磁通电机,采用单定子双转子拓扑结构,通过使用旋转的励磁绕组,使磁链可以在很宽的范围内调整,并对设计的样机进行了有限元分析和实验对比,分析了线反电势及其傅里叶分解,但此项研究仅仅考虑了恒功率区的功率损耗。……