双定子永磁无刷电机开题报告1

1、双定子永磁无刷电机开题报告1 论文题目 双定子永磁无刷电机 一课题研究的目的、意义与国内外研究现状 1.研究的目的、意义 随着我国“十三五”规划的深入实施，推广清洁能源使用、减少燃煤超低排放的脚步越来越快。电能作为当代社会生产和生活中应用最广泛的二次能源，不但为国民经济的快速增长提供了强有力的保证，而且方便了干家万户的日常需求，同时，电机作为在电能的产生、传输、调节和使用四个环节中的核心设备，虽历经几十年的发展研究，已趋于成熟，但是随着材料科学的快速发展，尤其是稀土永磁材米斗的开采及利用，使得电机的发展又迎来了一次大爆发。其中永磁电机是通过永磁体来替换传统电机的电励磁部分，使得在结构方面更加简

2、单，同时具备体积变小、功率因数高以及转矩密度大的优点，在国民经济、日常生活、航空航天、军事工业等各个方面得到了广泛的应用。 2.国内外研究现状 自从 1831 年，法国人皮克希发明了第一台发电机；四年后，英国工程师瓦特金制出了第一台电动机开始；科学家和技术人员为提高电机性能，而对电机结构的更新就一直没有停止过。双定予电机就是这种电机结构革新的产物，从上个世纪 20 年代的后期一直到现在共经历了三个阶段。它最初起源于双绕组电机，那对由于电站需要中断能力大的电路断路器和大电抗器去限制故障电流，妨碍了大型发电机组装机容量的进一步增大。工程设计人员转向设计双绕组发电机，即两个独立的定子绕组，它们分别联

3、接到电站总线的不同区段。这两个绕组发出的电压数值上和相位上均相同。他们设计了几种类型的电机，从而使一些机组的额定容量上升到 175MVA。 到了上世纪 70 年代，PRobert 等人研究发现，两个定子绕组的异相输出通过升压变压器中两个初级线圈重新组合，其中一个线圈为角形接法，另一个为星形接法。若两个定予绕组互相错开 30。由相谐波引起的杂散损耗会显著减少。 后来，美国俄亥俄大学的 Lurong Ye 和 LongyaXu 等人为了提高交流驱动的功率级别，进行了许多尝试；将多个功率逆变器结合电源应用到大电机上去。提出了双 6拍供电给双定子绕组的交流驱动策略。在感应电机定子槽中放置了两套电绝缘绕

4、组，其中一套相对于另套有 30。的空间相移。由两个逆变器给双绕组供电，两个逆变器产生的每相电压也间隔30。研究表明气隙磁通和转子电流的5次和7次谐波急剧减少，输出转矩要优于单一的六拍供电。 二课题研究的主要问题和拟采取的技术路线 1.课题研究的主要问题 1）在研究双定子永磁无刷电动机的基本结构和工作原理的基础上，建立数学模型和该种电机的参数计算方法及其运行特性。 2）选择主回路设计方案和相应的开关器件，设计驱动控制电路；确定系统的控制方案。 3）研究该系统的控制策略，编写控制程序，建立电机本体和驱动控制电路的仿真模型和对模型进行 MATLAB 仿真，分析仿真的结果，得出结论。 2.拟采取的技术

5、路线 具体使用的方法： 文献研究法：查阅相关文献，了解双定子永磁无刷电机国内外研究现状及理论成果，为本文研究双定子永磁无刷电机实验以及研究提供理论依据。 实证研究法：收集资料运用 MATLAB 仿真实验对双定子永磁无刷电机进行研究。 数据分析法：通过 MATLAB 仿真实验得到的数据，对双定子永磁无刷电机的一些特性进行分析。 磁无刷双定子电机的解析分析（电机结构、磁路分析）-永磁无刷双定子电机的驱动控制（原理以及控制方案）-基于 MATLAB 的双定子电机的仿真研究 三综合考虑课题在经济成本、环境保护、安全防护、节能增效和创新发展等方面的影响，并做出评价。 电动汽车的核心部分是电机驱动系统，性

6、能的优劣直接影响着电驱动系统的性能，从而影响着电动汽车整个系统的效率。目前使用于电动汽车的主要机型有直流电动机，感应电动机，开关磁阻电动机，永磁无刷电动机等几种类型。与其它类型电机相比，本文研究的永磁无刷双定子电机具有输出转矩大，功率密度高，调速范围宽，可控性好等优点，将其应用于电动汽车是一个有益的实践。 定子永磁型无刷电机是一类永磁体和电枢绕组均位于定子的新型永磁无刷电机，可方便地对永磁体和电枢绕直接冷却以控制其温度，并易于通过“永磁十电励磁”实现对电气隙磁场的直接控制，从而获得无刷电机的宽范围调速;凸极转子既无永磁体也无绕组，结构简单可靠，适合高速运行;该电机兼具功率密度高、效率高、容错性

7、能好、控制灵活等特点。 1)定、转子铁心结构类似，均呈凸极结构; 2)永磁体和电枢绕组均位于定子，与转子永磁型电机相比，可方便地对永磁体进行直接冷却，从而控制其温升; 3)凸极转子仅由导磁材料构成，既无永磁体，也没有绕组，结构特别简单可靠，并且易于和某些应用对象直接藕合，集成一体 ； 4)电枢绕组多为集中式绕组，端部短，用铜少，电枢绕组的电阻小，铜耗低。 四 _ 1 王秀和永磁电机M北京：中国电力出版社，xx 2 唐任远现代永磁电机理论与设计 IN北京北京工业出版社，xx 3 周渊深电力电子技术与 Matlab 仿真中国电力出版社，xx 4 ZQZhu，David Howe，C C Chan

8、Improved analytical model for predicting the magic field distribution in brushless permanent-mag machinesJIEEE Transactions on Magics,xx, 3-8(1):229238 5ZQZhu，David Howe，Ekkehard Bolte，et.a1Instantaneous magm field&stribution In brushless permanent mag dc motors Part I：Open-circmtfieldJIEEE Transact

9、ions on Magics，xx，29(1)：124-135 6A Rahideh，TKorakiamtisAnalyttcal magm field distt tbutton of slotless brushless PM motorsPart l：Armature reaction field，inductance and rotol eddy current loss calculaUonsJIET Electric Power Applications，2018，6(9):628-638 7章跃进，薛波，丁晔，陆国林表面式永磁无刷电机电枢反应磁场半解析法J电工技术学报，2018，

10、24(1)47-52. 8卢晓慧，梁加红表面式永磁电机气隙磁场分析J电机与控制学报，2018，15(7)，14-20. 9周羽，李槐树，周石，等考虑开槽时永磁无刷直流电机气隙磁场的解析计算J中国电机工程学报，xx，34(20): 82-88 10陈浈斐，夏长亮，王慧敏考虑齿槽效应的表贴式永磁电机空载磁场建模J电工技术学报，20XX，29(5)_9-16. 11 Ruangsinchaiwamch，Z Q Zhu，DHoweInfluence of mag shape on coggmg torque and back-emf waveformCInternational Conference

11、on Electrmal Machines and Systems，NaN lng，Ctuna，xx，284-289 12 Z PXia,ZQZhu，DHoweAnalytical magic field analysis of Halbach magized permanent-mag machinesJIEEE Transactions on Magics，xx，40(4):1864-1872. 13范坚坚，吴建华极间隔断 Halbach 型磁钢的永磁同步电机气隙磁场解析计算及参数分析J电工技术学报，2018，25(12):40-47 14曹海川电感集成式高速无槽永磁同步电机的研究D哈尔滨

12、工业大学，xx，25(12):40-47 15王玉彬, 程明, 樊英. 功率分配用双定子永磁无刷电机设计与电磁特性分析J. 电工技术学报, xx, 25(10):37-43. 16 王玉彬, 程明, 花为. 双定子永磁无刷电机裂比的分析与优化J. 中国电机工程学报, xx, 30(30):62-67. 17刘沛麟. 电动微型车用双定子永磁无刷直流电机研究D. 上海电机学院. 18陈菊华, 吴敏. 新型双定子永磁无刷电动机的结构设计J. 煤矿机械, xx, 36(5):188-191. 19原腾飞. 双定子永磁无刷电机建模及其控制方法探析J. 科技创新导报, xx(14):84-85. 20王晓

13、军, 胡昌伦. 双定子永磁无刷电机控制系统的建模与仿真分析J. 微电机(11):86-89,共 4 页. 21刘沛麟, 赵朝会. 表贴式串联磁路双定子永磁无刷电机转子轭部主磁通研究与优化J. 电机与控制应用, v.45;No.339(3):82-88. 22王雅玲, 徐衍亮. 基于电动汽车驱动的双定子永磁无刷直流电机绕组换接运行分析J. 电工技术学报, xx, 29(1):98-103. 23陈牧, 程明, 王玉彬. 基于双定子永磁电机的混合动力汽车调速系统建模与仿真J. 微电机(12):42-46. 24张东. 新型双定子永磁电机的设计与研究D. 上海大学, xx. 25王晓军. 负载模拟系

14、统中双定子永磁电机控制策略的研究D. 哈尔滨工业大学, xx. 指导教师意见：（请明确指明是否同意开题） 指导教师（签名）： 20XX 年 月 日 YANG Zhenyu, Engineering Department. The Technology Research of Double Closed-loop Control System for Permanent Mag BLDCMJ. Electronic Science & Technology, xx. WANG Xiaojun, HU Changlun. Modeling and Simulation Analysis of Do

15、uble-stator Permanent-mag Motor Control SystemJ. micromotors, xx. Chai F, Chen R. Torque analysis for double-stator permanent-mag motorJ. 哈尔滨工业大学学报:英文版, xx. Feng C , Shu-Kang C , Shu-Mei C . Torque analysis for double-stator permanent-mag motorJ. Journal of Harbin Institute of Technology, xx, 9(4):p.411-414. 王玉彬, 程明, 花为,等. 双定子永磁无刷电机裂比的分析与优化J. 中国电机工程学