先进电机介绍

1、 电气学院 混合励磁电机的研究及混合励磁电机的研究及 发展趋势发展趋势 电气学院1 研究背景研究背景2 研究现状研究现状3 发展趋势发展趋势 电气学院1 研究背景研究背景2 2 2 研究现状研究现状研究现状研究现状研究现状研究现状3 3 3 发展趋势发展趋势发展趋势发展趋势发展趋势发展趋势 电气学院ESM 电机通过调节励磁电流电机通过调节励磁电流可以方便的改变气隙磁场可以方便的改变气隙磁场1. 发电运行时发电运行时 输出电压可调输出电压可调 短路故障时容易灭磁短路故障时容易灭磁; 2. 电动运行时，电动运行时， 容易实现弱磁升速容易实现弱磁升速 恒功率运行范围较宽。恒功率运行范围较宽。存在存在

2、滑环滑环和电和电刷刷 电气学院PMSM 电机采用永磁体励磁电机采用永磁体励磁 无法直接改变磁场强度无法直接改变磁场强度1.1. 发电运行时发电运行时 调压困难调压困难 短路故障时不容易灭磁短路故障时不容易灭磁; ; 2.2. 电动运行时电动运行时 难以弱磁升速难以弱磁升速 恒功率运行范围窄。恒功率运行范围窄。省去了电省去了电刷和滑环，刷和滑环，可靠性高，可靠性高，功率密度功率密度高。高。 电气学院PMSM电机电机ESM电机电机AdvantagesAdvantagesHESM电机电机 随着对节能与宽调速驱动系统和独立随着对节能与宽调速驱动系统和独立发电系统（如风力发电）的研究日益发电系统（如风力

3、发电）的研究日益深入，深入，HESMHESM电机也得到了越来越多的电机也得到了越来越多的重视，成为新的研究热点之一重视，成为新的研究热点之一 电气学院USAJAPANRUSSIANENGLANDFRANCECHINA 电气学院南京航空航天大学南京航空航天大学上海大学上海大学沈阳工业大学沈阳工业大学上海电机学院上海电机学院湖南大学湖南大学东南大学东南大学广东工业大学广东工业大学 电气学院HESMStructure Staticcharacteristic Dynamic modelsDesignmethod Bidirectional Control technique for IfMotor

4、TolerateSimpleShort lengthSmall PfAffixation0、E0LTLawMethodArithmetic 电气学院 1 1 1 研究背景研究背景研究背景研究背景研究背景研究背景 2 研究现状研究现状 3 3 3 发展趋势发展趋势发展趋势发展趋势发展趋势发展趋势 电气学院磁势源磁势源联结方式联结方式串联型式串联型式并联型式并联型式电励磁绕组安放在转子电励磁绕组安放在转子永磁体的下面，不需要永磁体的下面，不需要占用额外的空间。电机占用额外的空间。电机的结构较简单的结构较简单 励磁电流的引入采用有励磁电流的引入采用有刷式，电机的可靠性降刷式，电机的可靠性降低，铜耗大

5、，永磁体存低，铜耗大，永磁体存在去磁的风险在去磁的风险 EMEM和和PMPM的磁通路径各自独的磁通路径各自独立，立，PMPM没有去磁的风险，没有去磁的风险，励磁绕组可以在定子也可励磁绕组可以在定子也可在转子，铜耗小在转子，铜耗小励磁绕组安放在转子上时励磁绕组安放在转子上时也会有电刷，使得可靠性也会有电刷，使得可靠性降低降低 电气学院混合励磁同步电机混合励磁同步电机混合励磁转子磁极同步电机混合励磁变磁极同步电机混合励磁并列转子同步电机磁分路式混合励磁同步电机旁路式混合励磁同步电机转子磁极分割结构混合励磁同步电机混合励磁爪极电机混合励磁转子磁极同步电机永磁磁阻并列结构混合励磁同步电机永磁电励磁并列

6、结构混合励磁同步电机 电气学院 电气学院 电气学院有刷的混合励磁同步电机有刷的混合励磁同步电机有刷的混合励磁同步电机有刷的混合励磁同步电机 电气学院 电气学院 电气学院 电气学院 电气学院 电气学院 电气学院混合励磁磁通切换电机混合励磁磁通切换电机 电气学院混合励磁磁通切换电机混合励磁磁通切换电机 电气学院 电气学院 电气学院 1 2 3 4 5 6 7 8 9 11 12 A A 电气学院 电气学院 电气学院 电气学院1110987654321 电气学院 电气学院 电气学院 电气学院 电气学院 电气学院1 1 1 研究背景研究背景研究背景研究背景研究背景研究背景2 2 2 研究现状研究现状研

7、究现状研究现状研究现状研究现状3 发展趋势发展趋势 要研究混合励磁系统的特性参数、励要研究混合励磁系统的特性参数、励磁调节规律和算法，开发出一类性能更好磁调节规律和算法，开发出一类性能更好的励磁调节器：由工频电网供电的的励磁调节器：由工频电网供电的HESMHESM电电动机的励磁控制要有利于电机起动、改善动机的励磁控制要有利于电机起动、改善稳态运行的功率因数；稳态运行的功率因数；HESMHESM调速电动机要调速电动机要探索励磁电流和电枢电流的协调控制规律，探索励磁电流和电枢电流的协调控制规律，实现更宽的调速范围、更好的稳态和动态实现更宽的调速范围、更好的稳态和动态性能，降低损耗，提高效率。性能，

8、降低损耗，提高效率。 根据不同性能要求研究永磁和电励磁根据不同性能要求研究永磁和电励磁的比例分配，研究电机的静态特性以及参的比例分配，研究电机的静态特性以及参数精确计算的方法，建立电机的稳态和动数精确计算的方法，建立电机的稳态和动态数学模型，提出电机的设计原理和优化态数学模型，提出电机的设计原理和优化计算方法，研究电机励磁电流的双向快速计算方法，研究电机励磁电流的双向快速控制技术和高性能宽调速电力驱动系统的控制技术和高性能宽调速电力驱动系统的控制技术，研究适合控制技术，研究适合HESMHESM电机的高可靠数电机的高可靠数字控制装置。字控制装置。 HESM HESM电机的结构应朝着结构简单、附电

9、机的结构应朝着结构简单、附加气隙少、磁路长度短、所需电励磁功加气隙少、磁路长度短、所需电励磁功率小的方向发展，并且还要研究多余度率小的方向发展，并且还要研究多余度结构的结构的HESMHESM电机，提出余度结构方案。电机，提出余度结构方案。 电气学院 混合励磁电机的开发将为我国节能电机和高性能电混合励磁电机的开发将为我国节能电机和高性能电机的发展开辟一条新的途径机的发展开辟一条新的途径 发电发电机机 作为直流发电机，它可以在飞机、舰作为直流发电机，它可以在飞机、舰艇、车辆中作为独立的发电系统使用，也艇、车辆中作为独立的发电系统使用，也可用来供给诸如直流电动机、电解、电镀、可用来供给诸如直流电动机、电解、电镀、电冶炼等负载，也可作为充电等所需要的电冶炼等负载，也可作为充电等所需要的直流电源。直流电源。 作为交流发电机，它可以作为备用作为交流发电机，它可以作为备用电源或独立的供电电源使用，尤其适合电源或独立的供电电源使用，尤其适合高山、海岛等远离电网的地方，当然它高山、海岛等远离电网的地方，当然它也可以并网运行。也可以并网运行。 电气学院电动电动机机 作为直流电动机，它可以用在高性能、作为直流电动机，它可以用在高性能、高可靠性的运动伺服系统中，如航天、高可靠性的运动伺服系统中，如