新型双凸极电机及转矩脉动抑制技术

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前言

第1章 导论

1.1 双凸极电机研究背景与意义

1.2 双凸极电机发展历程及研究现状

1.2.1 开关磁阻电机的历史沿革

1.2.2 永磁双凸极电机的发展方向

1.2.3 电励磁双凸极电机的发展方向

1.2.4 混合励磁双凸极电机的研究进展

1.3 新结构线圈辅助励磁双凸极电机

1.3.1 线圈辅助励磁双凸极电机研究目的及意义

1.3.2 线圈辅助励磁双凸极电机特点

1.3.3 线圈辅助励磁双凸极电机与其他双凸极电机拓扑比较

1.4 双凸极电机转矩脉动抑制技术研究现状

1.4.1 本体优化设计对转矩脉动抑制影响分析

1.4.2 控制策略对转矩脉动抑制影响研究现状

1.5 双凸极电机的应用

1.5.1 在航空器中的应用

1.5.2 在风力发电机中的应用

1.5.3 在电动汽车中的应用

1.6 本章小结

参考文献

第2章 双凸极电机拓扑结构及转矩脉动产生机理

2.1 双凸极电机的拓扑结构

2.1.1 三相开关磁阻电机

2.1.2 双凸极电机的典型结构

2.1.3 混合励磁双凸极电机的典型结构

2.1.4 开关磁阻电机工作原理

2.1.5 永磁双凸极电机工作原理

2.1.6 电励磁双凸极电机工作原理

2.1.7 混合励磁双凸极电机工作原理

2.2 双凸极电机的数学模型

2.2.1 机-电回路模型

2.2.2 电感线性及非线性模型

2.2.3 磁路分析模型

2.2.4 有限元分析模型

2.3 双凸极电机常用控制策略

2.3.1 传统控制策略

2.3.2 变结构控制

2.3.3 智能控制

2.3.4 转矩分配函数控制策略

2.3.5 直接转矩控制与直接瞬时转矩控制

2.3.6 自抗扰控制策略

2.4 双凸极电机转矩脉动产生机理及抑制技术

2.4.1 转矩脉动产生机理

2.4.2 优化电机定转子结构参数抑制脉动的方法

2.4.3 相电流模糊补偿控制减小转矩脉动

2.4.4 关断角对有效输出转矩和转矩脉动的影响

2.5 本章小结

第3章 线圈辅助励磁双凸极电机结构、原理及转矩特性

3.1 线圈辅助励磁双凸极电机拓扑结构及原理

3.1.1 电机拓扑结构

3.1.2 工作原理

3.2 基本数学模型

3.2.1 发电机数学模型

3.2.2 电动机数学模型

3.3 有限元分析及磁场分布

3.3.1 有限元求解和分析

3.3.2 磁密分布特性

3.4 线圈辅助励磁双凸极电机系统构成

3.4.1 新拓扑电机调速系统的主要构成

3.4.2 中央励磁电流调节励磁特性

3.5 线圈辅助励磁双凸极电机转矩特性

3.5.1 中央辅助励磁线圈的重要特性

3.5.2 电机的两种转矩特性各自正负性关系

3.6 线圈辅助励磁双凸极电机转矩脉动

3.6.1 双凸极结构及绕组供电方式导致转矩脉动

3.6.2 改善电感特性及调节气隙磁场抑制转矩脉动

3.7 本章小结

参考文献

第4章 线圈辅助励磁双凸极电机参数设计与优化

4.1 线圈辅助励磁双凸极电机参数设计

4.1.1 算例电机技术指标与设计方案

4.1.2 电机参数设计

4.1.3 初始设计方案

4.1.4 关键结构参数对转矩性能的影响

4.2 线圈辅助励磁双凸极电机磁路解析法非线性建模

4.2.1 不对齐位置磁化曲线计算

4.2.2 临界对齐位置磁化曲线计算

4.2.3 对齐位置磁化曲线计算

4.2.4 半对齐位置磁化曲线计算

4.2.5 非线性模型

4.3 线圈辅助励磁双凸极电机多参数低转矩脉动本体优化

4.3.1 优化目标、变量、条件

4.3.2 天牛须搜索算法

4.3.3 遗传算法

4.3.4 粒子群优化算法

4.3.5 BAS算法、GA和PSO算法全局参数优化对比分析

4.3.6 BAS算法电磁方案

4.4 本章小结

参考文献

第5章 线圈辅助励磁双凸极电机电磁性能及拓扑结构特性分析

5.1 辅助线圈励磁磁场对转矩特性的影响

5.1.1 静态场调磁能力分析

5.1.2 稳态性能分析

5.2 新结构性能特征对比分析

5.2.1 不同的i_f条件下线圈辅助励磁双凸极电机的转矩仿真

5.2.2 电励磁双凸极电机与永磁双凸极电机转矩特性分析