电励磁双凸极电机可以四象限运行,其转子上无绕组,结构简单,运行可靠,控制方式灵活,适合高速运行。电励磁双凸极电机发电运行时只需要外接不控整流电路,电动工作时调速范围很广。本文首先介绍了双凸极电机的发展历程以及研究现状,简单建立了电机的理想数学模型,并分析了其发电和电动工作原理。其次根据课题的技术指标设计了两种不同定转子极数的电励磁双凸极电机,并利用有限元仿真软件对电机进行建模仿真,分别比较了两个电机的励磁绕组自感、电枢绕组自感以及励磁与电枢间的互感等静态参数。比较了两个电机不同励磁电流下的发电工作特性。课题重点分析了12/8结构电机的电动工作特性,从控制策略、相电流限幅值和励磁电流三个角度,详细分析了其转矩、相电流、转矩脉动、转矩电流比的变化情况,为电励磁双凸极电机的电动控制方式的选择奠定了基础。转矩脉动会引起电机的振动和噪声,而电励磁双凸极电机作为一种磁阻电机,转矩脉动较大。课题从电机的齿槽转矩和磁阻转矩入手,探讨减小电机转矩脉动的方法。研究了减小转子槽宽对电机静态参数、发电特性和电动输出转矩和转矩脉动的影响,探讨了采用H桥控制拓扑控制电机,对正负相电流分别限定不同的幅值,并加宽每一相的开关管导通时间的控制方法对减小电机转矩脉动的贡献。根据本文设计的电机主要结构参数制作了一台样机,并测试了其电动空载的工作曲线,为电励磁双凸极电机高速运行提供了依据。