论文总字数：19962字

摘 要

电励磁双凸极电机（DSEM）为本文研究的电机本体，它的结构简单，控制方便以及效率高等优势，让其拥有了非常宽的应用前景。本文主要研究内容为DSEM的驱动系统。

本文首先讨论了DSEM的基本结构和数学模型，在具体的数学模型基础上分析了的工作原理，并研究了DSEM驱动控制研究现状。在此基础上提出了采用标准角开环控制来实现本次设计的基本功能。

本文的设计是建立在一台三相12/8极电励磁双凸极电机上的。通过在Maxwell中绘制本体模型建立了驱动系统所需要的有限元仿真模型并进行了电机空载运行的仿真，通过结果验证了电机的性能良好，可以用于驱动仿真。

利用Simplorer搭建了电励磁双凸极电机的全桥驱动系统，并利用PWM控制模块实现DC-AC变换。通过联合仿真，证明了理论与有限元分析的正确性，体现了DSEM的重要研究价值。

关键词：电励磁双凸极电机 驱动系统 标准角开环控制 有限元仿真

Drive system design of doubly salient electro-magnetic motor

Abstract

Doubly salient electro-magnetic motor (DSEM) is the main body of the motor in this paper. It has the advantages of simple structure, flexible control and high power density. It has a broader prospect in the field of high speed and high efficiency motor. In this paper, the driving system of doubly salient electro-magnetic motor is studied.

This paper first discusses the basic structure, mathematical model and working principle of a doubly salient electro-magnetic motor, and studies the actuation status of the drive control of a double salient electromotor driven by electric excitation. On this basis, the standard angle open loop control is put forward to realize the basic function of this design.

The design of this paper is based on a three-phase 12/8 pole doubly salient motor. By drawing the ontology model in the Maxwell, the finite element simulation model of the drive system is built and the simulation of the motor's no-load operation is carried out. The results show that the performance of the motor is good and can be used to drive the simulation.

The full bridge drive system of doubly salient electro-magnetic motor is built by Simplorer, and the PWM control module is used to realize the DC-AC transformation. The correctness of the theory and finite element analysis is proved by CO simulation, which reflects the important research value of DSEM.

Key Words: Doubly salient electro-magnetic motor;Driving system;Standard angle open loop control;Finite element simulation

目 录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 引言 1

1.2双凸极电机发展历程和特性 1

1.2.1双凸极电机发展历史 1

1.2.2双凸极电机特性及分类 2

1.3双凸极电机的研究现状 3

1.3.1双凸极电机结构 3

1.3.2双凸极电机调速控制 4

1.3.3电励磁双凸极电机研究现状 6

1.4本文研究内容 7

第二章 电励磁双凸极电机基本结构 9

2.1引言 9

2.2电励磁双凸极电机的基本结构 9

2.3电励磁双凸极电机的数学模型 10

2.4电励磁双凸极电机的工作原理 12

2.5 电励磁双凸极电机驱动控制策略 12

2.5.1 电压型驱动控制 13

2.5.2电流型驱动控制 14

2.5.3 PWM驱动控制 14

2.6 本章小结 14

第三章 基于Maxwell电机本体建模与有限元分析 15

3.1 引言 15

3.2 ANSYS Maxwell软件介绍 15

3.3电励磁双凸极电机本体建模 15

3.4电机空载有限元分析 18

3.4.1磁力线分析 18

3.4.2 磁链分析 20

3.4.3 电枢绕组感应电势 20

3.4.4 气隙磁密 21

3.5本章小结 23

第四章 电励磁双凸极电机驱动系统建模与联合仿真分析 24

4.1引言 24

4.2 ANSYS Simplorer软件介绍 24

4.3全桥驱动系统建模 24

4.4联合仿真结果分析 25

4.1.1 电路工作状态分析 26

4.1.2 电枢电流与电压波形 28

4.5本章小结 29

第五章 总结与展望 30

5.1总结 30

5.2后续研究展望 30

参考文献 32

第一章 绪论

1.1 引言

电机在我们的日常生活中时常出现。随着社会的不断发展，小到日常使用的电扇，电冰箱等家用电器，大到起重机，数控机床，航空航天电源和输电网中的各项工作，都离不开电机的使用。电机在社会生产的方方面面起着广泛而重要的作用，并且日益成为工业生产中必不可少的部分。

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