無軸承磁通切換永磁電機分析與設計.pdf

1、集電機驅動和磁軸承懸浮功能于一體的無軸承電機具有無摩擦、無潤滑、使用壽命長等優(yōu)點，在飛輪儲能、航空航天、化工等領域具有很好的應用前景。傳統(tǒng)轉子永磁型無軸承電機，永磁體置于轉子，高速運轉時需要考慮永磁體散熱和機械牢固性等問題。本文提出了三相12/10極和12/14極無軸承磁通切換永磁電機（Bearingless Flux-Switching Permanent Magnet電機，簡稱BFSPM電機），其電樞繞組、懸浮繞組和永磁體均置于定子

2、，轉子上既無繞組又無永磁體，冷卻條件好，適合高速運行，繼承了磁通切換永磁電機(Flux-Switching PermanentMagnet電機，簡稱FSPM電機)功率密度高、繞組具有互補性和一致性等特點。本文深入研究了兩種結構的BFSPM電機電磁性能，并完成12/10極結構樣機的優(yōu)化設計和試制，搭建了基于TMS320F28335的BFSPM電機驅動控制系統(tǒng)硬件平臺。論文的主要研究內容包括以下幾個方面:
　　(1)提出了三相12/1

3、0極和12/14極BFSPM電機，詳細分析了兩種電機結構和徑向懸浮力產(chǎn)生原理;
　　(2)基于Ansoft參數(shù)化建模建立了BFSPM電機二維有限元模型，在此基礎上完成兩種不同結構電機的性能比較，并進一步分析12/10極電機結構的靜態(tài)特性以及轉子偏心后的性能變化;
　　(3)深入研究了12/10極BFSPM電機分別在空載情況下、僅加載電樞電流以及僅加載懸浮電流情況下的鐵耗，計算了永磁體的渦流損耗和繞組銅耗;
　　(4)推