机械工程学报 ›› 2026, Vol. 62 ›› Issue (5): 253-262.doi: 10.3901/JME.260242
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张春林1,2, 肖韵律1,2, 秦毅1,2, 罗均1,2, 元书进1,2, 郝耀东3, 吴飞1,2
ZHANG Chunlin1,2, XIAO Yunlü1,2, QIN Yi1,2, LUO Jun1,2, YUAN Shujin1,2, HAO Yaodong3, WU Fei1,2
摘要: 磁场调制型永磁调速器是一种双转子结构的新型磁力传动系统,由永磁同步电机和磁齿轮的拓扑结构组合而成,通过变频控制实现较宽范围的无级调速。首先设计了磁场调制型永磁调速器,推导了磁场调制的物理过程,确立了定子线圈、调制环转子和永磁转子三者极对数和转速的关系。利用等效磁路法,得到了气隙磁密和内、外转子转矩的解析解。利用ANSYS Maxwell软件仿真分析了永磁调速器的气隙磁密分布、谐波成分以及不同工况下的调速特性。分析了影响永磁调速器传递转矩性能的四个重要结构参数,仿真结果表明,为降低转矩波动,应选择极数奇偶性不同的永磁转子和定子绕组;为保证在较低转矩脉动的情况下输出较大的转矩,永磁体极弧系数取0.75~0.8;调制环导磁体宽度比值取0.5、永磁体厚度与物理气隙比值取2时,传递转矩性能最优。制造了工程样机,实验验证了永磁调速器理论模型的准确性,并证明了磁场调制型调速器宽调速范围、高控制精度的优势。为实现磁场调制型永磁调速器的优化设计和变负载工况的精确调速提供了理论支持。
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