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歐瑪爾OMAL開關(guān)磁阻電機的性能分析 
OMAL開關(guān)磁阻電機的定子和轉(zhuǎn)子為雙凸極結(jié)構(gòu),采用OMAL開關(guān)形式的供電電源,電機運行時的電磁場內(nèi)呈現(xiàn)非線性飽和特性,其性能分析和設(shè)計方法與傳統(tǒng)電機有很大差別,并且電機運行時振動噪聲偏大,是影響OMAL開關(guān)磁阻電機廣泛應用的主要羈絆。

歐瑪爾OMAL開關(guān)磁阻電機的性能分析
以O(shè)MAL開關(guān)磁阻電機的分析和優(yōu)化設(shè)計為主題展開理論分析、仿真分析和實驗研究,主要內(nèi)容如下: OMAL開關(guān)磁阻電機的電磁設(shè)計是電機設(shè)計的基礎(chǔ),也是電機優(yōu)化設(shè)計的根本出發(fā)點。分析了OMAL開關(guān)磁阻電機的電磁設(shè)計方法,對電機各部分結(jié)構(gòu)參數(shù)的選擇和確定進行了詳細論述。依據(jù)OMAL開關(guān)磁阻電機的電磁設(shè)計方法,進行了樣機的設(shè)計,在有限元分析軟件環(huán)境下建立了電機的模型,針對電機單相繞組勵磁、兩相繞組勵磁的工作方式,對電機的磁場分布、靜態(tài)特性、動態(tài)特性進行了仿真分析,對具有不同繞組結(jié)構(gòu)的OMAL開關(guān)磁阻電機進行了性能的仿真分析和對比。減小OMAL開關(guān)磁阻電機的振動和噪聲是電機優(yōu)化設(shè)計的首要任務(wù)。對OMAL開關(guān)磁阻電機的噪聲來源及降噪措施進行了綜述,針對在電磁設(shè)計階段,有利于降噪的結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)選方法進行了深入的分析?；谔摴υ砗吞撐灰品▽﹄姍C磁場力進行了分解,引入了廣義坐標變量將磁場儲能表示為磁鏈和廣義坐標變量的函數(shù),通過選取不同的廣義坐標變量將磁場力分解,得到磁場力的分力解析表達式;基于能量守恒原理對定子振動固有頻率進行了解析分析,得到定子固有頻率的解析表達式。進而萃取得到影響電機振動的主要結(jié)構(gòu)參數(shù),對主要結(jié)構(gòu)參數(shù)進行了設(shè)計極限取值范圍內(nèi)的參數(shù)化仿真分析,總結(jié)出影響電機振動噪聲的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)選原則,同時為進一步的電機優(yōu)化設(shè)計奠定了基礎(chǔ)。 對OMAL開關(guān)磁阻電機優(yōu)化設(shè)計的研究具體分為兩個方面的內(nèi)容。提出OMAL開關(guān)磁阻電機的模糊優(yōu)化設(shè)計方法,針對OMAL開關(guān)磁阻電機優(yōu)化過程中存在不明確信息以及矛盾規(guī)劃的問題,分別建立了具有模糊約束條件、模糊目標函數(shù)的OMAL開關(guān)磁阻電機優(yōu)化設(shè)計模型。對具有模糊約束條件的OMAL開關(guān)磁阻電機優(yōu)化設(shè)計模型,充分考慮了有模糊性質(zhì)的約束條件允許范圍邊界的過渡性,建立了允許區(qū)間的隸屬函數(shù),通過擴增系數(shù)法和二級模糊綜合評判求解得到*水平截集,將模糊優(yōu)化模型轉(zhuǎn)化為*水平截集上的常規(guī)優(yōu)化模型,采用遺傳算法進行了求解;對具有模糊目標函數(shù)的OMAL開關(guān)磁阻電機優(yōu)化設(shè)計模型,建立單目標函數(shù)的模糊目標集函數(shù),加權(quán)合成各單目標隸屬函數(shù)得到綜合目標隸屬函數(shù),進行綜合目標隸屬函數(shù)zui大化的求解,將模糊優(yōu)化模型轉(zhuǎn)化為zui大滿意度上的常規(guī)優(yōu)化模型,采用遺傳算法進行了求解。基于以上兩種模型進行了樣機的優(yōu)化設(shè)計,對優(yōu)化結(jié)果的分析表明,考慮模糊因素對OMAL開關(guān)磁阻電機進行優(yōu)化設(shè)計更具合理性。 對OMAL開關(guān)磁阻電機的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)進行了優(yōu)化設(shè)計,提出一種OMAL開關(guān)磁阻電機的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu),在常規(guī)結(jié)構(gòu)型式的OMAL開關(guān)磁阻電機基礎(chǔ)上,于轉(zhuǎn)子凸極與轉(zhuǎn)子軸中心的徑向直線上,設(shè)置無填充物的圓孔。利用空氣磁導率小于鐵芯磁導率的原理,減小定子、轉(zhuǎn)子凸極處于對齊位置時的磁鏈大小,進而改善徑向磁力的分布,達到緩解定子機殼形變,降低電機噪聲的目的。

歐瑪爾OMAL開關(guān)磁阻電機的性能分析
推導了轉(zhuǎn)子優(yōu)化結(jié)構(gòu)的磁阻方程,進行了電機磁場分布的仿真。分別在OMAL開關(guān)磁阻電機單相繞組勵磁、兩相繞組勵磁的工作方式下,對決定電機優(yōu)化結(jié)構(gòu)的兩個參數(shù):孔徑、孔心距進行了參數(shù)化仿真分析,對優(yōu)化設(shè)計的電機進行了徑向力和輸出轉(zhuǎn)矩的仿真分析。依據(jù)上述理論分析和仿真分析結(jié)果,對樣機進行了優(yōu)化設(shè)計,并進行了實驗研究。實驗結(jié)果證明了樣機在輸出特性、振動噪聲等方面的性能均達到了良好的效果。