本文關(guān)鍵詞：電動汽車用開關(guān)磁通永磁電機(jī)的分析與優(yōu)化設(shè)計(jì)

  更多相關(guān)文章： 開關(guān)磁通永磁電機(jī) 結(jié)構(gòu)參數(shù) 轉(zhuǎn)矩性能 轉(zhuǎn)子齒結(jié)構(gòu)

【摘要】：開關(guān)磁通永磁電機(jī)是一種新型的雙凸極永磁電機(jī)，既具有開關(guān)磁阻電機(jī)結(jié)構(gòu)簡單機(jī)械強(qiáng)度高的優(yōu)點(diǎn)又具有永磁電機(jī)高功率密度的特性。開關(guān)磁通永磁電機(jī)的反電勢波形為正弦波，克服了開關(guān)磁阻電機(jī)因頻繁電流切換引起較大噪音與振動的缺點(diǎn)，適用于多種交流調(diào)速場合。開關(guān)磁通永磁電機(jī)的繞組與永磁體均放在定子上，避免了高速運(yùn)行永磁體被甩落以及散熱困難引發(fā)的退磁問題。開關(guān)磁通電機(jī)的性能優(yōu)勢使其非常適合作為電動汽車輪轂電機(jī)，是近幾年熱門的研究方向。針對電動汽車加速性和舒適性的需求，本文設(shè)計(jì)分析了電動汽車用的開關(guān)磁通永磁電機(jī)，特別針對開關(guān)磁通永磁電機(jī)的轉(zhuǎn)矩性能進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)研究。 本文首先從開關(guān)磁通永磁電機(jī)的理論入手，介紹了開關(guān)磁通永磁電機(jī)的工作原理，通過磁路方程、電路方程、機(jī)械方程、電磁轉(zhuǎn)矩方程建立電機(jī)的數(shù)學(xué)模型，并通過d-q坐標(biāo)變換，建立d-q坐標(biāo)下的電機(jī)模型，為開關(guān)磁通永磁電機(jī)設(shè)計(jì)方案的確立提供了理論基礎(chǔ)。 其次，針對開關(guān)磁通永磁電機(jī)的特殊新型結(jié)構(gòu)，，本文介紹關(guān)于開關(guān)磁通永磁電機(jī)的獨(dú)有的設(shè)計(jì)特點(diǎn)，詳細(xì)地分析電機(jī)材料、磁路結(jié)構(gòu)、尺寸配比的選擇方法并進(jìn)行主要參數(shù)和繞組計(jì)算，確定開關(guān)磁通永磁電機(jī)的初步設(shè)計(jì)方案。利用Ansoft有限元軟件建立符合電機(jī)指標(biāo)的12槽10極和12槽11極結(jié)構(gòu)的開關(guān)磁通永磁電機(jī)模型，并進(jìn)行仿真分析，驗(yàn)證電機(jī)的性能達(dá)到指標(biāo)要求。 而后，研究結(jié)構(gòu)參數(shù)對開關(guān)磁通永磁電機(jī)轉(zhuǎn)矩性能的影響。分別對氣隙長度、定轉(zhuǎn)子齒寬、定子軛部厚度、轉(zhuǎn)子齒高等結(jié)構(gòu)參數(shù)最優(yōu)范圍進(jìn)行分析，從而得出12槽10極和12槽11極結(jié)構(gòu)開關(guān)磁通永磁電機(jī)轉(zhuǎn)矩性能較好的設(shè)計(jì)方案。 最后，針對開關(guān)磁通永磁電機(jī)雙凸極結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)矩波動大的問題，在保持定子結(jié)構(gòu)與繞組連接方式不變的前提下，提出五種新型的轉(zhuǎn)子齒結(jié)構(gòu)分別對12槽10極、12槽11極的開關(guān)磁通永磁電機(jī)進(jìn)行局部優(yōu)化。這五種轉(zhuǎn)子齒結(jié)構(gòu)分別是轉(zhuǎn)子齒開V型槽結(jié)構(gòu)，階梯轉(zhuǎn)子齒結(jié)構(gòu)，偏心轉(zhuǎn)子齒結(jié)構(gòu)，階梯轉(zhuǎn)子齒與轉(zhuǎn)子齒開V型槽結(jié)合結(jié)構(gòu)，偏心轉(zhuǎn)子齒與轉(zhuǎn)子齒開V型槽結(jié)合結(jié)構(gòu)。本文給出這五種轉(zhuǎn)子齒結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)過程，并對比這五種轉(zhuǎn)子齒結(jié)構(gòu)對開關(guān)磁通永磁電機(jī)性能的影響，驗(yàn)證新型轉(zhuǎn)子齒結(jié)構(gòu)能夠改善開關(guān)磁通永磁電機(jī)的轉(zhuǎn)矩性能。
【關(guān)鍵詞】：開關(guān)磁通永磁電機(jī) 結(jié)構(gòu)參數(shù) 轉(zhuǎn)矩性能 轉(zhuǎn)子齒結(jié)構(gòu)
【學(xué)位授予單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM351
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-19
• 1.1 課題的研究背景和意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外發(fā)展與研究現(xiàn)狀11-17
• 1.2.1 電動汽車驅(qū)動電機(jī)的發(fā)展與研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 國外開關(guān)磁通永磁電機(jī)的發(fā)展與研究現(xiàn)狀12-16
• 1.2.3 國內(nèi)開關(guān)磁通永磁電機(jī)的發(fā)展與研究現(xiàn)狀16-17
• 1.3 本文主要工作17-19
• 第2章 開關(guān)磁通永磁電機(jī)工作原理及主要參數(shù)確定19-27
• 2.1 開關(guān)磁通永磁電機(jī)結(jié)構(gòu)19
• 2.2 開關(guān)磁通永磁電機(jī)的工作原理19-21
• 2.3 開關(guān)磁通永磁電機(jī)的數(shù)學(xué)模型21-26
• 2.3.1 磁路與電路基本方程21-24
• 2.3.2 機(jī)械運(yùn)動方程24-25
• 2.3.3 電磁轉(zhuǎn)矩方程25-26
• 2.4 本章小結(jié)26-27
• 第3章 開關(guān)磁通永磁電機(jī)的基本電磁設(shè)計(jì)與有限元分析27-48
• 3.1 開關(guān)磁通永磁電機(jī)的電磁設(shè)計(jì)特點(diǎn)分析27-30
• 3.1.1 電機(jī)指標(biāo)27
• 3.1.2 電機(jī)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)分析27-28
• 3.1.3 主要參數(shù)的確定28-30
• 3.2 12 槽 10 極開關(guān)磁通永磁電機(jī)的初步方案設(shè)計(jì)與有限元分析30-38
• 3.2.1 繞組的計(jì)算30-33
• 3.2.2 12 槽 10 極開關(guān)磁通永磁電機(jī)的有限元分析33-38
• 3.3 12 槽 11 極開關(guān)磁通永磁電機(jī)的初步方案設(shè)計(jì)與有限元分析38-42
• 3.3.1 繞組的計(jì)算38-39
• 3.3.2 12 槽 11 極開關(guān)磁通永磁電機(jī)的有限元分析39-42
• 3.4 開關(guān)磁通永磁電機(jī)與傳統(tǒng)永磁電機(jī)的比較分析42-47
• 3.5 本章小結(jié)47-48
• 第4章 開關(guān)磁通永磁電機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)對轉(zhuǎn)矩性能的影響48-60
• 4.1 氣隙長度對電機(jī)轉(zhuǎn)矩性能的影響48-50
• 4.2 轉(zhuǎn)子齒寬對電機(jī)轉(zhuǎn)矩性能的影響50-52
• 4.3 定子齒寬對電機(jī)轉(zhuǎn)矩性能的影響52-54
• 4.4 定子軛部厚度對電機(jī)轉(zhuǎn)矩性能的影響54-57
• 4.5 轉(zhuǎn)子齒高對電機(jī)轉(zhuǎn)矩性能的影響57-59
• 4.6 本章小結(jié)59-60
• 第5章 開關(guān)磁通永磁電機(jī)的轉(zhuǎn)子齒局部結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)60-80
• 5.1 轉(zhuǎn)子齒開 V 型槽結(jié)構(gòu)對電機(jī)轉(zhuǎn)矩性能的影響60-64
• 5.2 階梯轉(zhuǎn)子齒結(jié)構(gòu)對電機(jī)轉(zhuǎn)矩性能的影響64-66
• 5.3 偏心轉(zhuǎn)子齒結(jié)構(gòu)對電機(jī)轉(zhuǎn)矩性能的影響66-68
• 5.4 階梯轉(zhuǎn)子齒與轉(zhuǎn)子齒開 V 型槽結(jié)合結(jié)構(gòu)對電機(jī)轉(zhuǎn)矩性能的影響68-71
• 5.5 偏心轉(zhuǎn)子齒與轉(zhuǎn)子齒開 V 型槽結(jié)合結(jié)構(gòu)對電機(jī)轉(zhuǎn)矩性能的影響71-73
• 5.6 五種新型結(jié)構(gòu)對電機(jī)性能影響的比較分析73-78
• 5.6.1 齒槽轉(zhuǎn)矩比較分析73-74
• 5.6.2 電磁轉(zhuǎn)矩比較分析74-75
• 5.6.3 磁鏈比較分析75-76
• 5.6.4 反電勢比較分析76-78
• 5.7 本章小結(jié)78-80
• 結(jié)論與展望80-82
• 參考文獻(xiàn)82-87
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文與研究成果清單87-88
• 致謝88

【共引文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張煜,張春潤,資新運(yùn),姜大海;電動汽車核心技術(shù)及其發(fā)展趨勢[J];汽車電器;2004年09期

2 于京諾;王強(qiáng);陳煒;;電動汽車磷酸鐵鋰動力電池技術(shù)的發(fā)展[J];汽車電器;2011年10期

3 鮑曉華;劉健;倪有源;劉冰;溫旭;;汽車爪極發(fā)電機(jī)定子模態(tài)分析和固有頻率計(jì)算[J];汽車工程;2011年12期

4 來飛;;車輛主動懸架用電磁作動器溫度場的有限元仿真分析[J];汽車技術(shù);2012年02期

5 陳紅濤;于潮;王斌;王仁廣;;電動汽車的關(guān)鍵技術(shù)簡述[J];汽車零部件;2011年01期

6 江賽標(biāo);殷進(jìn)省;王文博;;電動汽車用外轉(zhuǎn)子永磁無刷直流電動機(jī)設(shè)計(jì)[J];汽車零部件;2011年02期

7 范思廣;;電動汽車電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)及其控制技術(shù)的研究[J];汽車零部件;2011年08期

8 陶果,邱阿瑞,柴建云,肖曦;永磁同步伺服電動機(jī)的磁場分析與參數(shù)計(jì)算[J];清華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2004年10期

9 宋真玉;李憲民;;新能源汽車發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢分析[J];輕型汽車技術(shù);2012年Z2期

10 李曉峰;;外轉(zhuǎn)子永磁同步電機(jī)的結(jié)構(gòu)及工藝[J];企業(yè)技術(shù)開發(fā);2011年07期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 安強(qiáng);;神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)BP PID在電動車能量回收技術(shù)中的運(yùn)用[A];“2011西部汽車產(chǎn)業(yè)·學(xué)術(shù)論壇”暨四川省汽車工程學(xué)會四屆第九次學(xué)術(shù)年會論文集[C];2011年

2 王曉遠(yuǎn);王平欣;;永磁同步電機(jī)氣隙長度對電抗參數(shù)影響的研究[A];第十一屆全國永磁電機(jī)學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2011年

3 高俊;安忠良;孫曉明;;直驅(qū)式永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)優(yōu)化[A];第十一屆全國永磁電機(jī)學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2011年

4 陳中科;陳麗香;唐任遠(yuǎn);;永磁無刷直流電動機(jī)的噪聲振動分析[A];第十一屆全國永磁電機(jī)學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2011年

5 徐福增;沈啟平;韓雪巖;唐任遠(yuǎn);;電動汽車用永磁同步電機(jī)鐵耗分析[A];第十一屆全國永磁電機(jī)學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2011年

6 覃新川;文宏剛;陸凌嘯;;電機(jī)散熱計(jì)算方法探討[A];2011中國電工技術(shù)學(xué)會學(xué)術(shù)年會論文集[C];2011年

7 羅應(yīng)立;張健;盧偉甫;付媛;;永磁電動機(jī)動態(tài)特性及抗退磁能力有限元分析與實(shí)驗(yàn)研究[A];2011中國電工技術(shù)學(xué)會學(xué)術(shù)年會論文集[C];2011年

8 陳文卿;沈九兵;吳華根;邢子文;;部分負(fù)荷下螺桿壓縮機(jī)電機(jī)內(nèi)流動與換熱研究[A];走中國創(chuàng)造之路——2011中國制冷學(xué)會學(xué)術(shù)年會論文集[C];2011年

9 張鐵軍;;低碳背景下的電動汽車充換電站規(guī)劃[A];轉(zhuǎn)型與重構(gòu)——2011中國城市規(guī)劃年會論文集[C];2011年

10 戴興建;孫婷婷;張剴;;航天飛輪儲能電池技術(shù)瓶頸分析[A];第二十八屆全國化學(xué)與物理電源學(xué)術(shù)年會論文集[C];2009年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 吳鐵洲;HEV鋰離子電池組管理關(guān)鍵技術(shù)研究[D];華中科技大學(xué);2010年

2 陳平錄;氣動燃油混合動力車混合效能分析及其電控氣動發(fā)動機(jī)的研究[D];浙江大學(xué);2010年

3 王道涵;新型磁通切換型磁阻電機(jī)系統(tǒng)的分析、設(shè)計(jì)與控制研究[D];山東大學(xué);2010年

4 邢軍強(qiáng);高速永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子損耗及通風(fēng)散熱研究[D];沈陽工業(yè)大學(xué);2011年

5 趙國新;變頻電源供電永磁同步電動機(jī)幾個關(guān)鍵技術(shù)研究[D];沈陽工業(yè)大學(xué);2011年

6 王吉;電動輪汽車制動集成控制策略與復(fù)合ABS控制研究[D];吉林大學(xué);2011年

7 雷之力;微網(wǎng)諧波振及電壓暫降的評估與控制[D];華北電力大學(xué)（北京）;2011年

8 趙海森;超高效異步電機(jī)損耗模型及降耗措施研究[D];華北電力大學(xué)（北京）;2011年

9 汪貴平;純電動汽車驅(qū)動與制動能量回收控制策略研究[D];長安大學(xué);2009年

10 葛俊旭;兆瓦級垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的關(guān)鍵技術(shù)研究[D];浙江大學(xué);2010年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張志華;弧形直線電機(jī)伸縮門及其控制研究[D];河南理工大學(xué);2010年

2 張漢允;永磁同步電機(jī)設(shè)計(jì)與特性分析[D];河南理工大學(xué);2010年

3 李純清;新型無刷繞線異步電動機(jī)的研究[D];湖南工業(yè)大學(xué);2010年

4 李華;螺桿泵驅(qū)動用永磁同步電動機(jī)的設(shè)計(jì)研究[D];哈爾濱理工大學(xué);2010年

5 陳晶;高效高壓異步電動機(jī)鐵心損耗和附加損耗的分析計(jì)算[D];哈爾濱理工大學(xué);2010年

6 郝福剛;1000MW水輪發(fā)電機(jī)端部電磁場及結(jié)構(gòu)件損耗分析計(jì)算[D];哈爾濱理工大學(xué);2010年

7 陳增芬;考慮飽和時(shí)1000MW水輪發(fā)電運(yùn)行特性分析[D];哈爾濱理工大學(xué);2010年

8 仝世偉;不同工況下離網(wǎng)型永磁同步發(fā)電機(jī)電磁與傳熱特性的研究[D];哈爾濱理工大學(xué);2010年

9 王新欣;軟起動器的工作特性及其在工業(yè)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[D];華南理工大學(xué);2010年

10 王冬梅;水輪發(fā)電機(jī)阻尼條數(shù)對電抗和附加損耗及溫度場的影響[D];哈爾濱理工大學(xué);2010年

本文編號：1074632