宁银行, 刘　闯, 干兴业

(南京航空航天大学 航空电源航空科技重点实验室, 江苏 南京 210016)



两级式无刷混合励磁同步电机的电磁设计及分析

宁银行, 刘闯, 干兴业

(南京航空航天大学 航空电源航空科技重点实验室, 江苏 南京 210016)

摘要:为利用永磁电机的高功率密度、高效率以及电励磁电机电压易于调节的特性, 提出一种混合励磁同步电机. 主电机采用混合励磁同步电机, 为主电机提供励磁的励磁机采用旋转电枢式交流电机. 介绍电机的结构和工作原理，并采用有限元法对电机的磁场分布特征及调磁能力等进行计算和分析.根据理论分析试制样机, 测试主电机的调压特性、励磁机的励磁特性以及两级式运行时的空载特性. 有限元计算结果以及针对样机的实验数据表明: 主电机和励磁机能够可靠地匹配运行; 可以在永磁磁场的基础上, 通过电励磁有效地调节气隙磁场, 满足调压的需求. 采用有限元法, 研究主电机转子外形以及励磁机的定子齿宽对气隙磁场的影响规律. 结果表明: 对于主电机, 设计适当的转子外缘形状能够有效地降低气隙磁密的总的谐波畸变率(THD),同时应兼顾气隙磁密基波的变化; 对于励磁机, 选择合理的定子齿宽系数有助于励磁能力的提高.

关键词：混合励磁; 同步电机; 电磁特性; 结构优化; 有限元

受永磁体的固有特性影响, 永磁电机气隙磁场基本保持恒定.在电动运行时, 不适用于诸如电动汽车等需宽……