《多相開關磁阻電機及其容錯技術的基礎研究》是依託南京航空航天大學，由劉闖擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：多相開關磁阻電機及其容錯技術的基礎研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：劉闖
- 依託單位：南京航空航天大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
與傳統三相電機相比，多相電機具有轉矩密度高、效率高、轉矩脈動小和容錯能力強等顯著優點，在航空航天、艦船推進、新能源發電以及電動汽車等場合具有突出的優勢。為了拓寬開關磁阻電機的理論研究和套用領域，本項目率先系統地開展多相開關磁阻電機的基礎研究，探索解決多相開關磁阻電機的瞬態場設計理論，建立相間耦合的非線性數學模型；開展多相開關磁阻電機轉矩脈動抑制與振動、噪聲等難題的研究；從電機本體、位置感測器、變換器拓撲及控制等多方位開展多相開關磁阻電機的容錯技術研究，利用模組化設計思路，提出多通道交錯並聯的多相開關磁阻容錯電機的集成方案。本項目把套用基礎理論研究與國家戰略需求相結合，為高性能、大容量的航空起動/發電機、燃油泵驅動電機、電作動容錯電機的研究提供基礎理論支撐，形成我國完全自主智慧財產權的新型航空開關磁阻容錯電機技術，其技術也可直接套用於風力發電機、電動汽車等工業領域，促進相關領域的技術水平發展。
結題摘要
本項目在國家自然科學基金的資助下對多相開關磁阻電機（Multi-phase Switched reluctance motor）及其驅動、控制系統進行了深入的研究。 總結了多相SRM的基本設計規律。與三相電機相比，偶數相電機存在磁極排列不能對稱的問題，針對這一問題，課題組對比了不同磁極排列方式下四相、六相電機的動態性能，損耗分析和應力分析，總結了幾種典型磁極排列方式的優缺點。 針對多相SRM出線多，功率變換器結構複雜、功率器件需求量大等問題，開展系列拓撲方案的研究，提出了一種N+2式新型功率變換器拓撲並分析其可控性和中點電位最佳化控制策略。 提出了多相電機驅動系統的模組化設計方法，將整個驅動系統分解成多個獨立的子模組單元，每個子模組單元連線單相繞組。模組與模組之間沒有電氣耦合，系統方便更換重構，提高了系統的容錯性和可擴展性。 針對六相電機提出了兩種雙通道冗餘驅動系統：交替雙三相和六相雙繞組結構。驅動模組的每個橋臂均為全橋結構，當某相出現故障時，可將故障相從系統中斷開，同時修改正常相的電流方向，達到極性重構，改善電機故障狀態下的輸出性能的目的。 利用Ansoft等有限元仿真軟體，設計了一台高速六相SR電機和磁懸浮支撐六相SR電機，並開發了兩種規格300W、1kW寬轉速範圍四相SR電機驅動系統，並對比分析了樣機的穩態和動態性能。
