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基于永磁调速器(Permanent Magnet Adjustable Speed Drive,PMASD)的新型永磁调速节能技术,已经逐步应用于现有大型泵和风机类负载电机驱动调速系统升级改造,促进了很多工业领域的节能降耗。针对该技术研究永磁调速器的拓扑结构、调磁方法、电磁特性快速准确分析方法,对于提高系统的力能指标和运行可靠性具有重要的理论意义和工程价值。本文在分析国内外PMASD研究成果的基础上,将混合励磁和机械调磁的概念应用在永磁调速节能技术中,创新性地提出四种新型结构永磁调速器。其气隙磁通很方便地被调节,从而避免了传统PMASD中通过轴向平移位于旋转轴上的永磁转子或者导体转子来实现负载转速调节所需的相对复杂的机械操动。此外,还针对一种功率回馈型PMASD进行研究和分析,显著提升了整个调速系统综合运行效率。论文主要研究工作如下:(1)系统阐述永磁调速节能技术的背景及研究意义,全面分析国内外永磁调速器的研究现状,总结现存问题与不足。(2)针对四种典型拓扑PMASD的几何结构和磁路特征,建立相应的解析模型。采用该解析模型可以快速计算调速器空载、负载气隙磁场和输出转矩等基本电磁特性,解析结果得到了有限元方法的验证。(3)基于交替极永磁转子结构,提出混合励磁型和机械调磁型调速器,分别通过调节直流励磁电流和简单轴向平移非旋转调磁环实现转矩和转速调节。阐述其结构特征和运行原理,建立其解析模型并进行有限元验证,据此研究主要结构参数对调速器气隙磁场和输出转矩影响,以获得更合理的设计方案。(4)基于机械调磁的概念,提出开槽和非开槽导体转子结构内置式永磁调速器,可通过简单平移非旋转机械调磁环实现负载转速调节。详细阐述其结构特征和运行原理,建立其解析模型,并通过有限元分析验证解析预测的磁场分布、涡流分布和输出转矩-滑差特性。通过调速器结构参数敏感分析,研究开槽导体转子结构调速器最优极槽配合问题,并制造原理样机,测试调速器转矩-滑差特性。(5)深入分析功率回馈型永磁调速器的机电能量转换机理,建立该类调速器的数学模型。研究和分析IGBT不同占空比下调速器稳态电磁特性。通过实验平台进行电磁特性实验,并验证所提出数学模型的可靠性和准确性。本文工作为永磁调速器的进一步理论研究与工程应用奠定了一定的理论与技术基础。