第一章 绪论 1
1.1 引言 1
1.2 横向磁场永磁电机工作原理和特点 1
1.2.1 传统电机的转矩密度 2
1.2.2 横向磁场永磁电机的转矩提升原理 3
1.2.3 横向磁场永磁电机的特点 5
1.3 横向磁场永磁电机的分类 5
1.3.1 平板式横向磁场永磁电机 6
1.3.2 聚磁式横向磁场永磁电机 7
1.3.3 无源转子横向磁场永磁电机 8
1.4 横向磁场永磁电机的发展现状及存在的问题 8
1.4.1 横向磁场永磁电机的发展现状 8
1.4.2 横向磁场永磁电机存在的问题 10
1.5 本论文主要研究内容 11
第二章 新型具有公共联结铁芯的积木式横向磁场永磁电机结构设计 13
2.1 定子结构及设计 13
2.2 转子结构及设计 16
2.3 位置传感器结构及设计 17
2.4 样机实物照片 19
第三章 横向磁场永磁电机的三维场分析与特性计算 20
3.1 概述 20
3.2 三维等效磁网络法的基本原理 21
3.2.1 磁网络法的基本方程 21
3.2.2 网络单元边磁导的计算 22
3.2.3 永磁体的磁导、磁动势计算 24
3.2.4 电流源的等效磁动势 26
3.2.5 网络方程的建立 27
3.2.6 网络单元内任意点的磁位计算 29
3.3 样机的三维磁场分析 31
3.3.1 网络单元的剖分 31
3.3.2 气隙磁密分布 33
3.4 电机特性计算 36
3.4.1 空载电势计算 36
3.4.2 电磁转矩计算 38
3.5 电机参数计算 39
3.5.1 每相电阻计算 39
3.5.2 每相电感计算 40
3.6 电机有效材料计算 42
3.6.1 铜质量计算 42
3.6.2 定子有效材料质量计算 42
3.6.3 转子有效材料质量计算 43
3.6.4 电机有效材料质量计算 43
3.7 损耗和效率计算 43
3.7.1 铜耗计算 43
3.7.2 铁耗计算 43
3.7.3 风磨耗和附加损耗计算 44
3.7.4 总损耗和效率计算 44
第四章 横向磁场永磁电机控制系统设计 45
4.1 H型功率变换器工作模式及驱动电路 46
4.2 转子位置信号的检测和换流控制逻辑 49
4.3 电流检测及整流电路 50
4.4 电流滞环控制器 51
第五章 横向磁场永磁电机的数学模型及系统仿真 53
5.1 TFPM的数学模型 53
5.2 横向磁场永磁电机及控制系统仿真模型 55
5.2.1 TFPM仿真模型 55
5.2.2 位置检测模块 57
5.2.3 滞环调节器模块 57
5.2.4 PWM发生器模块 58
5.3 仿真结果 58
第六章 新型横向磁场永磁电机样机及其试验研究 64
6.1 横向磁场永磁电机样机 64
6.2 试验平台和转子位置传感器安装 65
6.2.1 试验平台 65
6.2.2 转子位置传感器安装和位置信号调整 66
6.3 样机的稳态运行特性实验 68
6.3.1 给定电流控制的电流波形 69
6.3.2 给定电流控制的特性曲线 72
第七章 结论 75
参考文献 77
作者在攻读博士学位期间完成的主要工作 91
致谢 93