摘要：該文對(duì)凸極式與軸向疊片磁阻式無(wú)刷雙饋電機(jī)進(jìn)行電磁場(chǎng)計(jì)算，給出線性與非線性條件下功率繞組與控制繞組電感參數(shù)波形，并計(jì)算出電感參數(shù)、功率繞組電壓與極弧系數(shù)、導(dǎo)磁迭片與非導(dǎo)磁迭片厚度比關(guān)系曲線。將這兩種電機(jī)進(jìn)行了對(duì)比分析，在相同的定子結(jié)構(gòu)、繞組排布、氣隙長(zhǎng)度及相同的運(yùn)行條件下，軸向疊片式無(wú)刷雙饋電機(jī)空載電壓值比凸極式無(wú)刷雙饋電機(jī)明顯要大，可以提高百分之30。

關(guān)鍵詞：凸極式；軸向疊片；磁阻式；無(wú)刷

中圖分類(lèi)號(hào)：tm36 +1：tm352    文獻(xiàn)標(biāo)志碼：a    文章編號(hào)：1001-6848( 2010) 07-0032-04

    無(wú)刷雙饋調(diào)速系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠和所需變頻器功率等級(jí)小等優(yōu)點(diǎn)，因此近些年來(lái)引起了國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。上個(gè)世紀(jì)初，hunt首次提出了自級(jí)聯(lián)感應(yīng)電機(jī)。這種電機(jī)通過(guò)兩個(gè)獨(dú)立的定子和同軸的兩個(gè)轉(zhuǎn)子經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)倪B接而組成，從而避免了滑環(huán)與電刷的使用，并且具有良好的低速運(yùn)行和起動(dòng)性能。之后，經(jīng)過(guò)一批科學(xué)家的進(jìn)一步完善，并且隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，這種新型無(wú)刷雙饋電機(jī)孕育面生。美國(guó)wisconsin大學(xué)、ohio州立大學(xué)、oregon州立大學(xué)等高等學(xué)校和科研機(jī)構(gòu)對(duì)無(wú)刷雙饋電機(jī)進(jìn)行了較為系統(tǒng)和深入的研究。無(wú)刷雙饋電機(jī)的轉(zhuǎn)子有多種形式，可分為鼠籠式、凸極磁阻式與軸向疊片磁阻式無(wú)刷雙饋電機(jī)。本文主要對(duì)凸極與軸向疊片磁阻式無(wú)刷雙饋電機(jī)進(jìn)行電磁場(chǎng)計(jì)算及兩者之間的對(duì)比分析。

   在凸極磁阻式無(wú)刷雙饋電機(jī)中，結(jié)構(gòu)尺寸除氣隙長(zhǎng)度外，極弧系數(shù)ap（如圖1）對(duì)電感參數(shù)的影響****。本文基于齒磁通法原理，利用ansys電磁場(chǎng)計(jì)算的二次開(kāi)發(fā)軟件，從線性與非線性的角度對(duì)不同極弧系數(shù)進(jìn)行電感參數(shù)計(jì)算，計(jì)算出極弧系數(shù)。與電感參數(shù)的關(guān)系鹽線，并與文獻(xiàn)[6]利用繞組函數(shù)法計(jì)算出的電感參數(shù)結(jié)果進(jìn)行比較。

    (1)當(dāng)輸入電機(jī)鐵磁材料b-h曲線為線性，極弧系數(shù)為0 38時(shí)電感參數(shù)計(jì)算結(jié)果如圖2、圖3所示；

    (2)當(dāng)輸入電機(jī)鐵磁材料b-h曲線為非線性時(shí)，電感參數(shù)計(jì)算結(jié)果如圖4、圖5所示；

   

  b-h曲線為線性時(shí)計(jì)算的電感參數(shù)結(jié)果與文獻(xiàn)[6]相似，自感與互感的波形幾乎一致，也證明了基于齒磁通法原理利用電磁場(chǎng)計(jì)算電感參數(shù)方法的正確性；b-h曲線為非線性時(shí)，功率繞組自感與互感脈動(dòng)相對(duì)加大，功率組繞與控制繞組之間的互感并不呈正弦規(guī)律變化，而是發(fā)生一定程度的畸變。

  為了計(jì)算分析電感參數(shù)與極弧系數(shù)的關(guān)系曲線，選取不同的極弧系數(shù)分別進(jìn)行電磁場(chǎng)計(jì)算。功率繞組的自感、互感及控制繞組與功率繞組之間的互感與極弧系數(shù)的關(guān)系曲線分別如圖6、圖7所示：

    圖7控制功率繞組互感與極弧系數(shù)關(guān)系曲線從上面圖形中可以看出，功率繞組的自感、互感隨著極弧系數(shù)αp的增加成土升趨勢(shì)，控制繞組與功率繞組之間的互感是先上升后下降。實(shí)現(xiàn)有效機(jī)電能量轉(zhuǎn)換所必須的速度電動(dòng)勢(shì)正是由功率繞組與控制繞組之間的互感所產(chǎn)生，因此存在一個(gè)****極弧系數(shù)，其值為0. 32左右（控制繞組的自感、互感及與極弧系數(shù)αp的關(guān)系曲線和功率繞組相似，由于篇幅所限本文沒(méi)有給出）。

    當(dāng)控制繞組電流旋轉(zhuǎn)頻率與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)頻率大小、方向相同時(shí)斜槽空載相電壓波形及空載電壓與極弧系數(shù)的關(guān)系曲線如圖8、圖9所示。從功率繞組空載相電壓與極弧系數(shù)的關(guān)系曲線可以看出，功率繞組空載電壓隨著極弧系數(shù)的增加先上升后下降，當(dāng)極弧系數(shù)αp=0. 32左右時(shí)空載電壓達(dá)到****值，這與功率繞組和控制繞組之間互感與極弧系數(shù)的關(guān)系曲線（如圖7）相對(duì)應(yīng)，也進(jìn)一步說(shuō)昵實(shí)現(xiàn)有效