混合定子齿无轴承开关磁阻电机定子振动特性研究

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开关磁阻电机转矩脉动抑制关键技术研究

开关磁阻电机转矩脉动抑制关键技术研究一、引言开关磁阻电机是一种新型的电机，具有高效率、高功率密度等优点，被广泛应用于工业生产中。

然而，由于其结构的特殊性质，开关磁阻电机容易出现转矩脉动问题，严重影响其运行稳定性和使用寿命。

因此，如何有效地抑制开关磁阻电机的转矩脉动成为当前重要的研究方向。

二、开关磁阻电机转矩脉动原因分析1. 磁场不均匀性：由于开关磁阻电机的结构特殊性质，其永磁体和绕组之间存在一定间隙，导致永磁体产生了不均匀的磁场分布，在运行过程中会产生转子位置变化引起的转矩脉动。

2. 电流波形失真：由于交流调制方式采用了PWM控制技术，在实际应用中会出现PWM波形失真问题，导致了电流波形失真，在运行过程中也会产生转子位置变化引起的转矩脉动。

3. 转子惯量不平衡：由于制造工艺的不同，转子的惯量分布不均匀，导致在运行过程中会产生转子位置变化引起的转矩脉动。

三、开关磁阻电机转矩脉动抑制技术1. 电流控制技术：采用合适的电流控制策略，能够有效地减小电流波形失真问题，从而降低了转子位置变化引起的转矩脉动。

目前常用的控制策略有SVPWM、SPWM等。

2. 磁场调节技术：通过调节永磁体和绕组之间的间隙距离，可以有效地改善永磁体的磁场分布情况，从而减小了转子位置变化引起的转矩脉动。

3. 转子平衡技术：通过采用精密加工工艺和质量控制手段，可以有效地实现转子惯量均匀分布，在运行过程中减小了转子位置变化引起的转矩脉动。

四、开关磁阻电机转矩脉动抑制实验验证为了验证以上抑制技术对开关磁阻电机转矩脉动问题的影响，进行了实验研究。

实验结果表明，在采用合适的电流控制策略、磁场调节技术和转子平衡技术的情况下，开关磁阻电机的转矩脉动问题得到了有效地抑制。

五、结论开关磁阻电机是一种高效率、高功率密度的电机，但由于其结构特殊性质，容易出现转矩脉动问题。

通过分析其原因，提出了采用电流控制技术、磁场调节技术和转子平衡技术等抑制方法。

实验结果表明这些方法能够有效地抑制开关磁阻电机的转矩脉动问题，提高其运行稳定性和使用寿命。

无轴承开关磁阻电机控制策略综述

第４４卷第１０期
２１０１年
徽电机
ＭＩＲＯＭＯＴＯＲＳＣ
Ｖ０．１４４．Ｎｏ０．１
ｌ０月
０ｃ．０１ｔ２ｌ
无轴承开关磁阻电机控制策略综述
林显军，程小华
（华南理工大学电ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ学院，广州摘５０４）１６０
（ｃｏｌｆＥｅｔｃＰｗｒＳｕｈＣｉａＵｉｒｔｏｃｎｌｙｕｎｚｏ６０ｈａＳｈｏｏｌｒｏｅ，ｏｔｈｎｎｅｉＴｈｏｇ，Ｇａｇｈｕ５０４，Ｃｉ）ｃｉｖｓｙｆｅｏ１ｎ
Ａｂｓｒｃ：Ｂｅｒｎｌｓｗｉｈｄｒｌｃａｃｔｒｃｍｂｎｓｔｅａｖｎａｅｆｍａｎｔｃｂａｎｎｗｉｃｅｔａｔａｉｇｅｓｓｔｅｅｕｔｎｅｍｏｏｏｉｅｈｄａｔｇｓｏｇｅｉｅｒｇａｄｓｔｈｄｃｉｒｌｃａｃｔｒｎａｅｙｂｒａｅｅｏｍｅｔｐｏｐｅｔｎａｉｔｏｎｉｈ—ｐｅｅｄ．Ｔｈｓｐｐｒｅｕｔｎｅｍｏｏ，ａｄｈｓｖｒｏｄｄｖｌｐｎｒｓｃｓｉｖａｉｎａｄｈｇｓｅｄｆｌｓｉｉａｅｄｓｒｂｄｔｅｐｎｉｌｎｔｅｔｃｌｍｏｅｆｂａｉｇｅｓｓｔｈｄｒｌｃａｃｔｒｂｅｙ，ａｄｓｍ— ｅｃｉｅｈｒｃｐｅａｄｍａｈｍａｉａｄｌｏｅｒｎｌｓｗｉｃｅｅｕｔｎｅｍｏｏｒｆｉｉｌｎｕ

永磁磁通控制型混合励磁开关磁阻优化设计

永磁磁通控制型混合励磁开关磁阻优化设计刘勇智;鄯成龙;林博闻;王程;戴聪【摘要】针对开关磁阻电机低功率密度和低材料利用率的问题,为了进一步优化电机的转矩特性,将永磁体应用在开关磁阻电机之中,设计了一台三相12/10极永磁磁通控制型混合励磁开关磁阻电机.在分析该电机结构和工作原理的基础上,采用电机设计理论对该电机进行结构设计,并且采用有限元软件进行仿真.在瞬态场条件下验证了该模型的正确性,在稳态场条件下仿真得到电感特性曲线、磁链特性曲线和转矩特性曲线,建立了精确的非线性模型.仿真结果表明该电机的转矩特性得到了明显提高.最后,采用遗传算法对电机主要结构参数进行了多目标优化设计,进一步提高了该电机的平均转矩并降低其转矩脉动.【期刊名称】《火力与指挥控制》【年(卷),期】2019(044)001【总页数】6页(P166-171)【关键词】混合励磁;开关磁阻电机;优化设计;遗传算法;有限元分析【作者】刘勇智;鄯成龙;林博闻;王程;戴聪【作者单位】空军工程大学航空工程学院,西安710038;空军工程大学航空工程学院,西安710038;空军工程大学航空工程学院,西安710038;空军工程大学航空工程学院,西安710038;空军工程大学航空工程学院,西安710038【正文语种】中文【中图分类】TM3520 引言在航空领域，开关磁阻电机（Switched Reluctance Motor，SRM）以其结构简单、运行可靠、能够在高温高速下工作、容错性高和控制方式灵活等优势，已经成为航空起动发电系统中电机重要选择之一［1-3］。

但是由于SRM的功率密度较低，绕组电流除了含有转矩分量外，还含有励磁分量，这将使得绕组的伏安容量增加，引入额外的附件损耗。

此外，该电机在电感正半周增加时产生电磁转矩，在电感负半周减少时产生制动转矩，造成了电机的材料利用率低［4-5］。

针对SRM 的缺点，随着高性能稀土永磁材料在电机上的应用越来越普及，学者们通过将传统SRM和稀土永磁材料相结合，提出了许多新型磁阻电机方案。

【国家自然科学基金】_无轴承开关磁阻电机_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140801

推荐指数 3 3 3 2 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2010年序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
科研热词频域分析电磁力时域分析无轴承开关磁阻电机无轴承数学模型控制策略振动开关磁阻电机定子振动不平衡磁拉力
推荐指数 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2011年序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
2011年科研热词麦克斯韦张量转矩转子质量偏心设计自适应滤波器磁饱和磁阻最小原理球体电机最小均方算法无轴承电机无轴承开关磁阻电机无轴承开关磁阻发电机数学模型振动悬浮原理悬浮力径向偏心开关磁阻电机建立模型全周期发电推荐指数 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2012年序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
科研热词无轴承电机开关磁阻电机高频注入法非线性解耦逆系统解耦混合定子无轴承发电机数学模型支持向量机损耗悬浮力径向位移自检测开关磁阻发电机偏心互感
推荐指数 3 3 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2008年序号 1 2 3 4 5
科研热词静态偏心有限元方法无轴承电机径向力开关磁阻电机
推荐指数 1 1 1 1 1
2009年序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
科研热词有限元法无轴承开关磁阻电机开关磁阻电机电感增强型能量增量法双标量磁位法铁心损耗逆系统超前角解耦控制磁滞损耗矢量磁位法涡流损耗棱边有限元法无轴承磁悬浮电机无轴承控制系统控制策略平均悬浮力

电机轴承振动特性试验研究

电机轴承振动特性试验研究摘要：现当今，随着我国经济的快速发展，轴承是电机中重要的支承和旋转元件，直接影响着电机转子系统的旋转性能，进一步影响着电机工作时的稳定性及静音性。

本文首先对电机转子的临界转速进行分析，继而在搭建的电机振动测试系统上开展了轴承振动特性试验研究。

结果表明：当电机在小于临界转速的工况下运行时，电机轴承的振动频率以转频为主；随着电机转速的升高，轴承3个方向的振动加速度有效值均增加，且对x向振动影响最大，z向振动影响最小；电机启动过程中对轴承振动产生明显影响，为避免电机产生过大的振动，应尽量减小达到工作转速所需的时间；电机轴承游隙组变化对振动也会产生一定影响，为了减小电机的振动，非传动端端轴承宜采用CN游隙组；电机轴承采用尼龙保持架相对于冲压钢保持架更有利于运转稳定性；预紧力对振动的影响只能有限的提高，过大或过小的预紧都不利于轴承的稳定性。

关键词：电机轴承;振动特性;试验引言在电机的运转过程中，主要存在其轴承温度与振动幅度异常等现象，使电机的正常工作和生产系统正常运转产生阻碍。

引起此类负面现象产生的因素颇多，为保证电机在生产中中具备更好的运行能力，需要专业人员依据其对应的故障情况来进行调节和修护，最终保证电机的正常运转。

1电机振动及模态分析原理电机振动按照产生机理主要分为三类：一是电磁振动，由气隙磁场产生的单边磁拉力作用于定子铁芯的径向和切向使定子铁芯产生变形振动。

电磁振动产生的原因有三相电压不平衡、电机定转子偏心、定子绕组断路、转子笼条与端环开焊、转子断条等。

二是机械振动，由转子旋转过程中的机械力周期性地作用在电机本体上产生的振动。

机械振动产生的原因有结构整体刚度不足、转子动平衡不良、轴承及基础安装不当、内部风扇损坏以及联轴器对中精度不足等。

三是机电耦合振动，由电机气隙不匀引起单边电磁拉力，其周期性作用又使气隙不均衡进一步加剧，最终作用到电机引起振动。

机电耦合振动产生的原因有定子内径和转子外径圆度不足、转子安装不良引起的轴向窜动等。

开关磁阻电机的三维有限元分析及性能研究

■一
图４磁感应强度分布
■
图２三维网格剖分
３３边界条件。．施加载荷及求解
磁感应强度矢量分布如图５所示。可见，磁场能够沿着主磁路闭合，在定转子极重合时呈现局并部饱和状态，磁场较强，漏磁较少。当＝０时，。磁场分布较散，大多数磁通沿主路径闭合，有一定的漏磁存在。三维有限元方法所得的磁感应强度在定子轭部的情况可以清楚地看出，电机内部的磁感应强度分布也更加直观。根据磁感应强度的分布规律也可以看出，在磁路的方向上，磁通总是沿着磁阻最小
付光杰等．开关磁阻电机的三维有限元分析及性能研究
・９・６
（）心冲片材料各向同性，３铁具有单值的ＢＨ —
曲线；
（）４导线上电流密度均匀分布。
３２前处理．
三维有限元分析的前处理过程包括电机模型的建立、定义单元类型、设定实常数、模型赋材质和网格划分。采用四面体剖分单元，所得结果如图２所示。
的路径闭合。
边界条件考虑第一类边界条件，在磁力线垂直
面上ＭＧ＝０电流源建立引入“ Ａ。跑道线圈” 这一概
念，跑道线圈三维结构如图３所示。考虑电机定子绕组的端部效应的同时，充分反映了电机绕组的实
样机结构尺寸采用表１的参数，根据这些数据建立的开关磁阻电机三维有限元模型如图１所示。
２开关磁阻电机的结构参数开关磁阻电机结构简单，定转子极都是由普通硅钢片叠压而成。定子上有集中绕组，转子既无绕

电机工程学报

题目《中国电机工程学报》综述征稿启事3 个行波定子的2 自由度球形超声波电机30/20 极混合励磁双凸极电机开关磁阻发电方式研究ALA+SPM 组合转子同步电机设计探讨H 桥驱动下的单绕组无轴承薄片电机功率系统故障分析及容错控制并列式混合励磁磁通切换电机直流发电系统功率角线性控制策略并列式混合励磁磁通切换型电机及其电流矢量控制策略研究并网风电机组在线运行状态评估方法采用抗差扩展卡尔曼滤波器的感应电机转速估计方法采用扰动转矩观测器的低速电机伺服系统超临界600 MW 火电机组热力系统的火用分析超声电机LLCC 谐振电路研究船舶电力推进系统电机组三维模糊控制磁动势法五相永磁力矩电机转矩分析磁路互补型模块化磁通切换永磁直线电机磁悬浮开关磁阻电机的神经网络逆解耦控制磁悬浮开关磁阻电机径向位移自检测磁悬浮开关磁阻电机转子位移/位置观测器设计次级边缘漏感对高速直线感应电机性能的影响大电机定子线棒光纤光栅准分布式测温技术大功率开关磁阻电机EMI 噪声综合分析与处理大规模风电接入下风电机组切机措施研究大推力推挽纵振弯纵复合直线超声电机带交流励磁双变流器的双馈电机电磁干扰研究单边盘式感应电机的数学模型与转矩分析单绕组无轴承永磁薄片电机短路容错运行单绕组无轴承永磁薄片电机缺相运行特性分析灯泡贯流泵机组电机气隙不均对温升的影响电励磁双凸极电机转矩脉动分析与抑制电网短路时并网双馈风电机组的特性研究定子磁链提前换相增加直线永磁无刷直流电机的推力动态机组组合与等微增率法相结合的火电机组节能负荷分配方法多层次灰色关联分析法在火电机组运行评价中的应用多相感应电机场路耦合时步有限元分析多相感应电机的非正弦供电技术多相无轴承永磁薄片电机故障运行特性分析多相异步电机参数的计算与测量非对称波驱动的非接触式超声电机非正弦供电十五相感应电机定子漏抗计算分段供电直线感应电机气隙磁场分布和互感不对称分析分数槽永磁同步电机电磁振动的分析与抑制风电机组齿轮箱温度趋势状态监测及分析方法复合电流驱动永磁同步平面电机的设计方法改进双谱和经验模态分解在牵引电机轴承故障诊断中的应用感应电机全域三维瞬态温度场分析感应电机速度和电阻自适应辨识的LMI 方法高转矩永磁轮毂电机电感参数研究轨道车辆用永磁同步电机系统弱磁控制策略混合励磁磁通切换电机等效磁路模型混合励磁双凸极电机三维有限元仿真与数字电压调节技术火电机组直接空冷系统优化设计方法研究基于半桥变换器的电励磁双凸极电机角度优化控制策略基于参考输入学习的永磁同步电机高精度位置伺服系统基于磁编码器的伺服电机速度及位置观测器设计基于磁场定向的矩阵变换器驱动感应电机变结构直接转矩控制基于等效误差法的直线电机XY 平台二阶滑模控制基于电磁转矩反馈补偿的永磁同步电机新型IP 速度控制器基于电感线性区模型的开关磁阻电机无位置传感器技术基于电流误差矢量的绕组分段永磁直线同步电机电流预测控制基于定子磁链滑模观测器的异步电机空间矢量调制直接转矩控制基于非线性电感分析的永磁直线同步电机电磁推力特性研究基于负载转矩滑模观测的永磁同步电机滑模控制基于复矢量调节器的低开关频率同步电机控制基于改进电压模型的感应电机低速发电运行稳定性研究基于改进叶素动量理论的水平轴风电机组气动性能计算基于空间矢量调制的电励磁磁通切换电机转矩角增量控制策略基于空间矢量调制的异步电机直接转差线性控制基于扩张状态观测器的直驱阀用音圈电机控制系统基于模型参考自适应的感应电机励磁互感在线辨识新方法基于摩擦补偿的永磁球形电机自适应模糊控制基于内模的永磁同步电机滑模电流解耦控制基于逆模型的火电机组自适应解耦控制基于撬棒保护的双馈电机风电场低电压穿越动态特性分析基于死区迟滞函数的永磁同步直线电机滑模控制基于图论的火电机组热经济性定量分析方法基于无单元伽辽金法的电机电磁场计算基于新型扰动观测器的永磁同步电机滑模控制基于隐式梯形–时步保持法的3/12 相电机建模基于永磁同步电机的风力机动静态特性模拟基于预测算法和变结构的矩阵变换器驱动感应电机无差拍直接转矩控制基于载波频率成分法的内置式永磁同步电机无位置传感器控制基于正交坐标变换的永磁无刷直流电机转速估计方法基于状态观测器的感应电机速度传感器故障诊断及容错控制基于自举电路的开关磁阻电机初始位置估计方法基于自抗扰控制器的两电机变频调速系统最小二乘支持向量机逆控制基于自适应补偿的异步电机静止参数辨识方法基于自适应线性元件神经网络的表面式永磁同步电机参数在线辨识级联无刷双馈电机的磁场定向直接反馈控制极弧系数选择对永磁无刷直流电机激振力波的影响极相调制感应电机的建模与控制集成绕组结构短行程直流平面电机计及逆变器电压输出限制的感应电机无差拍直接转矩控制结构参数对高温超导直线感应电机电磁性能的影响矩阵变换器−永磁同步电机驱动系统静态稳定性分析开关磁阻电机中功率变换器故障在线诊断方法考虑饱和及转子磁场谐波的永磁同步电机模型考虑交叉饱和影响的永磁同步电机稳态参数有限元分析粒子群优化同步电机分数阶鲁棒励磁控制器两电机变频系统的支持向量机广义逆内模解耦控制洛伦兹平面电机解耦控制与参数校准内置式永磁同步电机无位置传感器控制啮合式磁阻电机参数化非线性模型的建立驱动电压跟踪的超声波电机频率自适应技术全局滑模控制在永磁同步电机位置伺服中的应用三次谐波注入式五相永磁同步电机转矩密度优化实现感应电机宽范围最大转矩控制的电流优化策略双Y 移30° 永磁同步电机的空间矢量调制双定子电励磁双凸极电机的起动控制双定子永磁无刷电机裂比的分析与优化双馈风电机组低电压穿越的无功电流分配及控制策略改进双馈风电机组对电力系统低频振荡特性的影响双馈风电机组关键传感器的故障诊断方法伺服比例阀用动圈式直线电机天窗电机噪声测试及特征频率提取方法卧板式直线超声电机的特性分析模型无传感器内置式永磁同步电机低速运行转子位置鲁棒观测器无刷双馈电机能量传递关系和功率因数特性的实验研究无刷直流电机的磁链自控直接转矩控制无刷直流电机反电势自适应滑模观测无刷直流电机无磁链观测直接转矩控制无轴承交替极电机控制系统改进及实现无轴承开关磁阻电机转子质量偏心补偿控制无轴承永磁薄片电机径向悬浮力精确数学建模斜槽电机中绕组电感参数的解析计算方法斜槽式纵扭模态转换型超声电机在不同摩擦副下的负载特性研究新型电励磁磁通切换电机励磁绕组结构分析新型混合励磁同步电机分区控制系统分析与设计新型冷却结构超高精度平面电机定子温度场分析新型切向/径向磁路并联混合励磁同步电机新型塔形直线超声电机行波型杆式超声电机模态频率调节行波型旋转超声电机速度稳定性研究行波型旋转超声电机温度场分析方法旋转型行波超声电机接触界面的空间域分析压电叠堆泵驱动的精密步进驱动电机一种参数化网格剖分方法及其在电机优化设计中的应用一种非共振式压电叠堆直线电机的机理与设计一种轮式直线型超声电机一种往复开关磁阻直线电机的设计与控制异步电机空载铁耗分布的时步有限元分析异步电机自适应全阶观测器算法低速稳定性研究抑制车用异步电机电磁噪声的槽配合永磁容错电机最优电流直接控制策略永磁同步电机电流预测控制算法永磁同步电机滑模变结构调速系统动态品质控制永磁同步电机模型补偿组合非线性反馈位置控制永磁同步电机弱磁失控机制及其应对策略研究永磁同步电机伺服系统抗扰动自适应控制永磁同步电机新型滑模观测器无传感器矢量控制调速系统永磁同步电机直接转矩控制转矩调节器设计永磁同步电机转矩预测控制的磁链控制算法永磁同步电机最优直接转矩控制永磁同步平面电机电流分配策略永磁型双机械端口电机的电磁耦合分析永磁直线电机二维分段复合迭代学习控制永磁直线同步电机定位力分析与实验研究永磁直线同步电机纵向端部效应补偿方法用谐波注入抑制永磁同步电机转矩脉动在线监测电机功率状态的图形识别方法直驱型机电作动器中永磁容错电机非线性模型研究周期脉冲式直线感应电机定子瞬态温度特性转子磁钢表贴式永磁同步电机转子初始位置检测转子磁钢离心式六相十极永磁容错电机及控制策略转子绕组星–环形拓扑结构无刷双馈电机自抗扰控制器在三电机同步系统中的应用自起动永磁同步电机起动过程退磁磁场的计算与分析单位第1作者名字第1作者职称彭丹硕士浙江大学电气工程学院胡锡辛博士研究生南京航空航天大学陈志辉副教授华中科技大学电气与电子工程学院陈学珍博士研究生南京航空航天大学自动化学院任新宇硕士研究生南京航空航天大学王宇博士研究生南京航空航天大学自动化学院朱婷婷工学硕士重庆大学李辉博士西安理工大学自动化学院尹忠刚博士浙江大学电气工程学院纪科辉博士研究生清华大学热科学与动力工程教育部重点实验室刘强博士研究生南京航空航天大学机械结构力学与控制国家重点实验俞浦硕士研究生哈尔滨工程大学自动化学院刘胜教授沈阳工业大学电气工程学院彭兵博士研究生东南大学电气工程学院曹瑞武博士研究生江苏大学电气信息工程学院孙玉坤教授江苏大学电气信息工程学院周云红博士研究生江苏大学电气信息工程学院朱志莹博士研究生海军工程大学电力电子技术研究所鲁军勇博士研究生王鹏博士研究生哈尔滨理工大学工程电介质及其应用教育部重点实验南京师范大学电气与自动化工程学院赵阳教授中国电力科学研究院丁剑博士哈尔滨工业大学机电工程学院石胜君博士海军工程大学潘启军博士北京交通大学电气工程学院朱熙朱熙南京航空航天大学自动化学院盛旺硕士研究生南京航空航天大学自动化学院岳盛奏硕士研究生扬州大学能源与动力工程学院申剑硕士研究生南京航空航天大学张乐博士研究生重庆大学欧阳金鑫博士研究生国防科技大学磁悬浮技术工程研究中心赵宏涛博士研究生大连理工大学水电与水信息研究所李树山博士研究生华北电力大学控制与计算机工程学院罗毅教授海军工程大学电气与信息工程学院乔鸣忠博士浙江大学电气工程学院刘东博士研究生南京航空航天大学自动化学院王晓琳副教授浙江科技学院自动化与电气工程学院康敏博士浙江师范大学工学院鄂世举博士海军工程大学王东博士海军工程大学许金博士研究生浙江大学电气工程学院杨浩东博士研究生华北电力大学控制与计算机工程学院郭鹏博士哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院寇宝泉博士生导师北京交通大学机械与电子控制工程学院杨江天工学博士北京工业大学机械工程与应用电子学院邰永硕士研究生中南大学信息科学与工程学院年晓红中南大学教授哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院宫海龙博士研究生中南大学信息科学与工程学院盛义发博士研究生南京航空航天大学自动化学院许泽刚博士研究生南京航空航天大学陈志辉副教授中国电力投资集团公司张晓鲁教授级高级工程南京航空航天大学航空电源航空科技重点实验室李国生硕士研究生西北工业大学自动化学院李兵强博士后北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院吴忠博士生导师上海交通大学电子信息与电气工程学院王晶鑫博士研究生沈阳工业大学电气工程学院王丽梅博士生导师中国科学院电工研究所郭新华博士南京航空航天大学蔡骏博士研究生中山大学工学院洪俊杰博士西南交通大学电气工程学院廖永衡博士研究生清华大学精密仪器与机械学系刘成颖副教授哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院张晓光博士研究生中国矿业大学信息与电气工程学院伍小杰博士生导师上海大学机电工程与自动化学院宋文祥博士后河海大学水利水电学院曾庆川博士南京航空航天大学王宇博士研究生南京航空航天大学王宇硕士研究生北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院王大彧博士研究生大连理工大学徐占国讲师合肥工业大学电气与自动化工程学院过希文博士研究生中国科学院电工研究所周华伟江苏大学电气学重庆大学王志杰博士研究生哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院徐殿国工学博士桂林电子科技大学电子工程与自动化学院张月玲硕士研究生华北电力大学冉鹏工学硕士华中科技大学王洪友硕士研究生南京航空航天大学自动化学院刘颖博士研究生海军工程大学纪锋博士研究生南京航空航天大学陈杰博士研究生上海交通大学电子信息与电气工程学院王晶鑫博士研究生哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院高宏伟博士研究生南京航空航天大学吴元元博士研究生哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院于泳工学博士浙江大学电气工程学院沈磊博士研究生江苏大学电气信息工程学院刘国海博士生导师哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院陈伟博士研究生湖南大学电气与信息工程学院刘侃博士研究生天津大学电气与自动化工程学院王乐英博士研究生山东大学电气工程学院张冉博士研究生北京交通大学电气工程学院孙东森博士研究生哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院寇宝泉博士生导师南京工业大学自动化与电气工程学院张兴华博士北京交通大学电气工程学院赵佳博士研究生天津大学电气与自动化工程学院宋鹏博士研究生中国矿业大学信息与电气工程学院卢胜利博士研究生重庆大学李景灿博士研究生华北电力大学电气与电子工程学院李和明博士生导师中北大学信息与通信工程学院姚舜才工学硕士江苏大学信息工程学院刘国海博士生导师华北电力大学能源动力与机械工程学院滕伟博士哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院王高林博士北京邮电大学自动化学院吕新明工学博士浙江省电力试验研究院王文浩工学博生南京航空航天大学胡强晖硕士研究生哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院赵品志博士研究生华中科技大学控制科学与工程系赵云博士研究生湖南大学电气与信息工程学院孟超博士研究生南京航空航天大学官文锋硕士研究生东南大学电气工程学院王玉彬博士研究生重庆大学李辉博士研究生西安交通大学电气工程学院杨黎晖博士重庆大学李辉教授太原理工大学机械电子工程研究所许小庆博士研究生重庆大学李辉教授上海大学机电工程与自动化学院张健滔博士后哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院王高林博士后太原理工大学电气与动力工程学院张爱玲硕士哈尔滨工业大学电气工程系安群涛博士研究生南京航空航天大学郭鸿浩博士研究生南京航空航天大学杨建飞博士研究生南京航空航天大学自动化学院解超硕士研究生南京航空航天大学张倩影硕士研究生江苏大学电气信息工程学院左文全硕士研究生海军工程大学电力电子技术研究所欧阳斌博士研究生南京航空航天大学杨淋博士研究生南京航空航天大学王宇博士研究生东南大学黄明明博士研究生上海大学机电工程与自动化学院周庆生博士研究生南京航空航天大学徐轶昊硕士研究生南京航空航天大学精密驱动研究所陈乾伟博士研究生南京航空航天大学精密驱动研究所张健滔博士研究生南京航空航天大学精密驱动研究所王金鹏博士研究生南京航空航天大学精密驱动研究所芦小龙博士南京航空航天大学航空宇航学院周盛强博士吉林大学机械科学与工程学院范尊强工学博士北京交通大学电气工程学院刘慧娟博士南京航空航天大学精密驱动研究所陈西府博士研究生南京航空航天大学精密驱动研究所时运来博士研究生西安交通大学电气工程学院陈梁远博士研究生华北电力大学电气与电子工程学院赵海森博士研究生哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院陈伟工学博士上海大学机电工程与自动化学院代颖讲师南京航空航天大学郝振洋工学博士哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院牛里博士研究生哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院张晓光博士研究生厦门大学信息科学与技术学院蒋学程博士研究生中国科学院电工研究所朱磊博士研究生南京航空航天大学航空电源航空科技重点实验室鲁文其博士研究生南京航空航天大学鲁文其博士研究生南京航空航天大学杨建飞博士研究生清华大学电机工程与应用电子技术系朱昊博士研究生南京航空航天大学航空电源航空科技重点实验室杨建飞博士研究生清华大学姜恩泽硕士研究生北京交通大学电气工程学院郭希铮工学博士沈阳工业大学杨俊友博士生导师北京理工大学机械与车辆工程学院王昊博士研究生北京理工大学机械与车辆工程学院王昊博士研究生重庆大学廖勇博士生导师西安建筑科技大学机械电子技术研究所谷立臣博士生导师国防科技大学机电工程与自动化学院卢晓慧博士研究生西安交通大学电气工程学院张育兴博士研究生南京航空航天大学自动化学院刘颖博士研究生南京航空航天大学郝振洋博士研究生华中科技大学电气与电子工程学院阚超豪博士研究生江苏大学电气信息工程学院刘星桥博士华北电力大学电气与电子工程学院卢伟甫博士研究生第1作者出生年月第1作者邮箱第2作者名字第2作者职称1987pengdandan5129@孙路石博士1982favorweal@yahoo.郭吉丰博士生导师1972chenzhh@周楠硕士研究生1971cxz4688@辜承林工学博士1987renxinyu903@王晓琳副教授1982yuwang0125@邓智泉博士生导师1986decksy@1973cqulh@胡姚刚硕士研究生1982smart860@赵昌硕士研究生1978jkh_fy@沈建新教授1981qiang-liu09@段远源教授1983ypu1983@李华峰博士生导师1957liu.sch@张玉廷博士研究生1975pengbingfree@王成元博士生导师19801958syk@周云红博士研究生1982zyh1217@孙玉坤教授1985ujszzy@孙玉坤博士生导师1987jylu@马伟明中国工程院院士1979wpkunpeng@赵洪博士生导师1966zhaoyang2@董颖华硕士研究生1977djmailsky@孙华东学士1974sirssj@陈维山博士生导师1972pqijun@孟进博士1983adam-515@范瑜博士生导师1988nicknevil@王晓琳副教授1983ysz1356622@王晓琳副教授1985yzshenjian85@仇宝云博士1982zhangle_nuaa@周波博士生导师1984jinxinoy@；熊小伏博士1980military3cn@gmail.com吴峻博士1985sslee.scu.2004@ 李刚讲师1969lyphzh@周创立硕士研究生1971qiaomz@梁京辉硕士研究生19833021011058@黄进博士生导师1976wangxl@nuaa.盛旺硕士研究生1980kkkmin@黄进博士1970esx_2001@汤乐超博士1978wangdongl@vip. 吴新振博士1983xusong_long@马伟明博士1980yheast@陈阳生博士1975huadiangp@1968koubq@张鲁博士1971jtyang@赵明元教授级高工1983taiyong83@刘赵淼博士1965xhnian@csu. 1981gonghailong123@柴凤硕士生导师1973syf871@ 喻寿益博士生导师1969xuzg@谢少军博士生导师1972chenzhh@周楠硕士研究生1952zxl@1984周波博士生导师1982libingqiang@吴春博士研究生1970wuzhong@吕绪明硕士研究生1982powerleon82@姜建国博士生导师1969wanglm@金抚颖硕士研究生1977guoxinhua@1982qinghuadianji@邓智泉博士生导师1981hongjjie@李立毅教授1982ss80145@冯晓云博士生导师1960王昊博士研究生198515045863034@孙力博士1966zgcumt@袁庆庆硕士研究生1973wxsong@尹赟硕士研究生1961qinzeng@1982yuwang0125@ 邓智泉博士1982yuwang0125@邓智泉博士1982wisdom715@郭宏博士生导师1974xzgdlut@邵诚教授1983xwguo2008@王群京博士生导师1980zhouhuawei@温旭辉博士生导师198220025306@王广军博士生导师1960王伟博士研究生1986cheungyl_69@党选举教授1980ranpeng_ncepu@1984why_04@杨光源博士研究生1984liuying8498@周波博士生导师1983liuying8498@付立军博士1982陈家伟博士研究生1982姜建国博士生导师1955于艳君工学博士1983yuyong@hit. 1974zjushenlei@蒋生成硕士研究生1985ghliu@吴建华博士1964cwmailcn@张懿博士研究生1983lkan@徐殿国博士生导师1982wangleying@章兢教授。

无轴承开关磁阻电机的转矩与径向力特性分析

立无轴承ＳＭ的解析模型与控制方法．国南京Ｒ我
由于ＳＭ的双凸极结构，Ｒ存在着显著的边缘
效应和高度的局部饱和现象．运行中，随着负载和转
航空航天大学航空电源研究所也对无轴承ＳＭ进Ｒ行了研究，ｊ他们在文献［］２基础上改进了电机模
电机磁极磁场的影响，电流与转矩、向力的非线性关系，出了实现电机稳定运行的电流取值及径给
范围，电机有效控制奠定了基础．为
关键词：无轴承电机；开关磁阻电机；有限元；电磁场分析
中图分类号：ＴＭ３１３０．文献标志码：Ａ
ａａｙｅｎａｃｌｔｄｂｓｇｔｅｆｉｌｍｅｔｅｈ，ｉｈｔｅｔｒｕｎａｉｌｏｃｈｒｃｎｌｚｄａｄｃｌｕａｅｙｕｉｈｉｔｅｅｎｔｏｉｗｈｃｈｏｑｅａｄｒｄａｒｅｃａａ — ｎｎｅｍｄｎｆ
无轴承开关磁阻电机的转矩与大学电气工程学院，北京１０４）００４
摘
要：分析了无轴承开关磁阻电机的径向磁悬浮力产生机理，在考虑磁场饱和的前提下，用有使
限元方法对电机电磁场进行计算，分析了电机的转矩与径向力特性．究了电机主、研副绕组电流对
ｔｒｓｉｒｎｌｚｄＴｈｎｕｎｅｏｉｎｉｇａｄａｘｌｒｎｉｇｃｒｅｔｎｔｅｍａｎｔｅｉｃａｅａａｙｅ．ｅｉｆｅｃｆｍａｎｗｉｄｎｎｕｉａｙｗｉｄｎｕｒｎｓｏｈｇｅｉｔｓｌｉｃｆｌｆｍｏｏｎｈｏｌｅｒｒｌｔｎｆｏｔｅｗｉｄｎｕｒｎｓｔｈｏｑｅａｄｒｄａｏｃｒｉｄｏｔｒａｄｔｅｎｎｉａｅａｉｒｍｈｎｉｇｃｒｅｔｏｔｅｔｒｕｎａｉｌｒｅａｅｅｎｏｆｓｕｉｄＴｈｆｅｔｅａｅｆｎｉｇｃｒｅｔｈｔｃｎｅｓｒｔａｙｏｅａｉｎｉｏｔｉｅｗｈｃｒ — ｔｄｅ．ｅｅｆｃｉｒａｏｄｎｕｒｎｓｔａａｎｕｅｓｅｄｐｒｔｂａｎｄ，ｉｈｐｏｖｗｉｏｓｖｄｓｔｅｂｓｏｈｆｅｔｅｃｎｒｌｆｍｏｏ．ｉｅｈａｉｆｒｔｅｅｆｃｉｏｔｏｔｒｓｖｏＫｅｒｓｂａｉｇｅｓｍｏｏ；ｗｉｃｅｅｕｔｎｅｍｏｏ；ｉｉｌｍｅｔｅｃｒｍａｎｔｉｌｎｌｓｓｙｗｏｄ：ｅｒｌｓｔｒｓｔｈｄｒｌｃａｃｔｒｆｔｅｅｎ；ｌｔｏｇｅｉｆｄａａｙｉｎｎｅｅｃｅ

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ｏｆｔｈｅｄｏｕｂｌｅ — ｓａｌｉｅｎｔｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｐｏｗｅｒｓｕｐｐｌｙｉｎｓｗｉｔｃｈｉｎｇｍｏｄｅ．ＢＳＲＭｗｉｔｈｈｙｂｉｒｄｓｔａｔｏｒｐｏｌｅｓｃａｎｅｆｅｃ — ｔｉｖｅｌｙａｃｈｉｅｖｅｔｈｅｄｅｃｏｕｐｌｉｎｇｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｔｏｒｑｕｅａｎｄｌｅｖｉｔａｔｉｏｎｆｏｒｃｅＳＯａｓｔｏｓｉｍｐｌｉｆｙｔｈｅｄｅｉｖｒａｔｉｏｎｏｆｍａｈｅｔ — ｍａｔｉｃｌａｍｏｄｅｌａｎｄｍｏｔｏｒｃｏｎｔｒｏ１．ＴｈｅｐａｐｅｒｄｅａｌｅｄｗｉｔｈｈｅｔｓｔａｔｏｒｖｉｂｒａｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｉｒｓｔｉｃｓｏｆａｎｏｖｅｌＢＳＲＭｗｉｔｈ１２／１４ｐｏｌｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｉｎｗｈｉｃｈｔｈｅｓｔａｔｏｒｐｏｌｅｓｗｅｒｅｄｅｓｉｇｎｅｄｉｎｕｎｅｑｕａｌｄｉｍｅｎｓｉｏｎｓ．Ｔｏｂｅｔｔｅｒｕｎｄｅｒ－
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅＢｅａｒｉｎｇｌｅｓｓＳｗｉｔｃｈｅｄＲｅｌｕｃｔａｎｃｅＭｏｔｏｒ（ＢＳＲＭ）ｆｅａｔｕｒｅｓｓｅｖｅｒｅｍａｇｎｅｔｉｃｖｉｂｒａｔｉｏｎｓｂｅｃａｕｓｅ
ｌｙｚｅｄｂｙｔｈｅｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｗｉｔｈｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ１２／８ＢＳＲＭｉｎｓｉｍｕｌｉｎｋ．
限元法对电机进行了模态分析，并且建立了系统振动仿真模型，然后通过和传统ＢＳＲＭ进行对比，综合分析了混合
定子齿ＢＳＲＭ的振动特性。关键词：ＢＳＲＭ；径向力；模态分析；电磁振动中图分类号：ＴＭ３５２文献标志码：Ａ文章编号：１００１ — ６８４８（２０１７）０４－００１１－０６
ＶｉｂｒａｔｉｏｎＡｎａｌｙｓｉｓｏｆａＮｏｖｅｌＨｙｂｒｉｄＰｏｌｅＴｙｐｅＢｅａｒｉｎｇｌｅｓｓＳｗｉｔｃｈｅｄＩｌｕｃｔａｎｃｅＭｏｔｏｒ ’ ＳＳｔａｔｏｒ
ｓｉｓｗａｓｃｏｎｄｕｃｔｅｄｂｙＦＥＭａｔｔｈｅｓａｍｅｔｉｍｅ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅｖｉｂｒａｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｏｆｎｏｖｅｌＢＳＲＭｗａｓａｎａ－
要：凸极定转子结构及开关电源供电方式使得无轴承开关磁阻电机（ＢＳＲＭ）存在较大的电磁振动问题。混合定
子齿无轴承开关磁阻电机可实现转矩和悬浮力之间的解耦，从而简化数学建模和控制策略。本文基于一１２／１４混合
结构ＢＳＲＭ，研究了混合定子齿ＢＳＲＭ的定子振动特性。介绍了悬浮运行原理，分析了径向电磁力特性，运用了有
ＬＩＰｅｎｇ，ＹＡＮＧＹａｈ，ＷＵＸｕ
（ＳｃｈｏｏｌｏｆＡｕｔｏｍａｔｉｏｎ，ＮａｎｊｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｆｏＰｏｓｔｓａｎｄＴｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００２３，Ｃｈｉｎａ）
ｓｔａｎｄｔｈｅｎｏｖｅｌｍｏｔｏｒ，ｔｈｅｓｕｓｐｅｎｄｉｎｇｐｉｒｎｃｉｐｌｅａｎｄｒａｄｉｌａｆｏｒｃｅｗｅｒｅｓｔｕｄｉｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒａｎｄｍｏｄａｌａｎｌｙａ－
第５Ｏ卷
２０１７年
第４期
４பைடு நூலகம்
叙１ｌ『瓤
Ｖ０ｌ１．５Ｏ．Ｎｏ．４
ＡＤｒ．２０１７
混合定子齿无轴承开关磁阻电机定子振动特性研究
李
摘
鹏，杨
艳，吴
旭
（南京邮电大学自动化学院，南京２１００２３）