论文总字数：20984字

摘 要

上世纪90年代，DSPM作为一。种新。型的磁阻型永磁电机刚刚出现，到目前为止，国际社会上对该电机的研究，包括计算参数、建立模型、控制方法等理论知识方面还有待全面深入的探讨。

论文首先简要介DSPM的发展历程和国内外对DSPM结构设计的科研现状（其中包括永磁、电励磁、磁通切换等其他类型电机），然后，开始分析双凸极永磁电机的工作原理和电磁特性，在研究的基础上建立DSPM的等效磁路模型，接着推导出该电机的尺寸方程。以6/4极DSPM模型为基础，采用有限元仿真方法，得到电机静态电磁特性，研究电机结构的可行性。

论文通过设计电机的气隙、额定转速、定转极相对位置、定子极高度和永磁体材料，对6/4极DSPM进行了相应的研究，通过对磁链、电机电感、电枢反应和漏磁进行分析，得到电机特性的关系，实现电机结构设计的优化。仿真过程考虑了电机漏磁的影响，计算结果更加准确。

电机设计的目标，是使DSPM的等效模型准确，具有可行性；所设计的电机结构能够满足电机的基本性能，电机设计能够满足设计方程；电机能够正常的运转工作，达到效率最大化。

关键词：双凸极永磁电机 电机工作原理 参数设计 电磁特性分析

Design and Electromagnetic Characteristic Analysis of Doubly Salient Permanent Magnet Motor

ABSTRACT

Doubly salient permanent magnet motor (DSPM) is a new type of electromechanical controllable AC speed regulating system just appeared in the 90s of last century. At present, the basic theory of motor parameter calculation, model establishment, analysis method and control strategy need to be thoroughly studied and discussed in the world.

The paper briefly introduces the development history of the doubly salient permanent magnet motor and the domestic and foreign research situation of the doubly salient permanent magnet motor structure (including permanent magnet, electrical excitation, and reverse flux flux switching doubly salient motor), then, analysis of the doubly salient permanent magnet motor working principle and theory of electromagnetic characteristics, this on the basis of establishing the motor equivalent magnetic circuit model of universal size design formula of the motor. Based on the model of 6/4 doubly salient permanent magnet motor, and the accuracy of the equivalent magnetic circuit model and the feasibility of the new motor structure are verified.

By changing the motor air gap length, rated speed, stator salient pole position, salient pole height and permanent magnet height of different structure under axial flux of doubly salient permanent magnet motor simulation, the analysis of the inductance, cogging torque, EMF and magnetic leakage contrast relationship the different size and structure characteristics of the motor, to realize the optimization of motor structure. The simulation takes the three-dimensional motor model as the object, the leakage and the effect of the motor, and the results are accurate.

The results show that the doubly salient permanent magnet motor equivalent magnetic circuit model is accurate, maximum the cogging torque and torque ripple of ,so motor work. suitable for the motor is small.

This paper mainly doubly salient permanent magnet motor and electromagnetic, structure design mainly includes relates to the structure design of the structure and type of unit motor, stator pole width / stator pole characteristic analysis pitch ratio, design parameters of material and structure of the permanent magnet, and the motor are respectively in no-load and load operation under electromagnetic analysis. Under no-load operation of the static magnetic field distribution, inductance and flux analysis; load operation of armature induction, under ideal conditions, the actual situation of inductance and flux inductance and flux are analyzed, and the results of the research are summarized. If we want to do better research on doubly salient permanent magnet motor, we have to study and design the motor better.

Key Words：Doubly salient permanent magnet motor；working principle；structure design；electromagnetic analysis

目录

摘要 IV

ABSTRACT V

第一章 绪论 1

1.1选题背景和目的 1

1.1.1选题背景 1

1.1.2选题目的 1

1.2双凸极永磁电机的发展及国内外研究现状 1

1.2.1双凸极永磁电机的发展 1

1.2.2国内外研究现状 3

1.2.3其他类型的电机研究 4

1.3 论文的主要工作内容 4

1.3.1论文研究问题 4

1.3.2论文主要内容 5

1.4 研究的意义 5

第二章 双凸极永磁电机的结构与工作原理 7

2.1 6/4极DSPM的基本结构 7

2.1.1双凸极永磁电机的部件组成 7

2.1.2定转子及绕组 8

2.2 DSPM的工作原理 8

第三章 双凸极永磁电机参数设计 12

3.1 等效磁路的建立 12

3.1.1磁路基本定律 12

3.1.2双凸极永磁电机的等效磁路 13

3.2 参数设计 15

3.2.1电机定、转子确定的一般原则 16

3.2.2.功率方程与尺寸方程 16

3.2.3气隙设计 17

3.2.4永磁体材料及设计 18

3.2.5线圈绕组设计 19

3.3 电机设计主要参数 19

第四章 双凸极永磁电机的电磁特性分析 21

4.1有限元法基本原理 21

4.2电机电磁特性分析 21

4.2.1 磁密矢量 21

4.2.2 气隙磁密分布 23

4.2.3 永磁体磁密分布 25

4.2.4 磁链变化 26

4.2.5 电感变化 27

4.3 电机性能影响因素 28

4.3.1 气隙长度对电机性能的影响 28

4.3.2 电机转速对电机性能的影响 29

第五章 结论与展望 31

5.1 本文总结 31

5.2未来展望 31

参考文献 33

致谢 35

第一章 绪论

1.1选题背景和目的

1.1.1选题背景

DSPM是上世纪90年代出现的新型电机，它相对于其他类型的磁阻电机有特殊的结构设计。DSPM的励磁通过永磁体提供，永磁体放在定子或转子上。电机重要的定转子形状为双凸极的结构。随着电子技术和永磁磁体材料研究的较快进步，国际上对该电机的深入研究和一些基础应用取得了进展。同时，对双凸极永磁电机整个系统的研究还需要投入更多的精力。

作为一种新型结构的电机，DSPM相对于其他类型电机具有很多的的优点。例如，（1）参数设计容易，计算方便;（2）输出功率较高；（3）电机的稳定性能好等其他优点。同时，对于实现DSPM的各种要求的转矩功率研究,是电工界又一个全新的研究领域。

1.1.2选题目的

本次论文主要涉及DSPM的结构参数设计和电磁特性分析。结构参数设计部分主要包括单元电机的结构形式与类型，定子极宽/定子极距之比，并且对电机分别在空载运行和负载运行下进行电磁分析。空载运行下主要对静态磁场分布、电感与磁链进行分析，负载运行下与空载运行有很大不同。主要对电枢感应、理想情况下与实际情况下的磁场进行分析，并对研究结果进行归纳和总结。如果想要更好的研究双凸极永磁电机，就要在搜集资料的基础上，综合运用所学知识才能够更好的研究和设计电机。

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