發(fā)布時(shí)間：2019-12-01 10:22

【摘要】：隨著能源短缺與環(huán)境污染問題的加劇,電動(dòng)汽車逐漸受到越來(lái)越多的關(guān)注。輪轂驅(qū)動(dòng)是電動(dòng)汽車的先進(jìn)驅(qū)動(dòng)方式,研制高轉(zhuǎn)矩密度、高效率的輪轂電機(jī)具有重要的意義�；诖吮尘�,本文研究了一種適用于電動(dòng)汽車輪轂驅(qū)動(dòng)的新型自減速永磁電機(jī)。它將磁齒輪與傳統(tǒng)高速內(nèi)轉(zhuǎn)子型永磁同步電機(jī)相結(jié)合,既具有磁齒輪免維護(hù)的優(yōu)點(diǎn),又具有高速內(nèi)轉(zhuǎn)子型永磁同步電機(jī)體積小、重量輕的優(yōu)點(diǎn),因此大大提高了轉(zhuǎn)矩密度,極具研究?jī)r(jià)值。本文首先簡(jiǎn)要介紹了該種電機(jī)的工作原理和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),然后詳細(xì)分析了電機(jī)的磁場(chǎng)分布。在此基礎(chǔ)上,利用有限元法分析了該電機(jī)的特性,包括空載反電動(dòng)勢(shì)、定位力矩、電感、穩(wěn)態(tài)電磁轉(zhuǎn)矩、損耗及端部效應(yīng)等。分析結(jié)果既驗(yàn)證了電機(jī)工作原理的正確性,也為后續(xù)的溫度場(chǎng)分析奠定了基礎(chǔ)。通過軟件參數(shù)化分析工具,基于表征電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩能力、轉(zhuǎn)矩密度、成本和效率的四個(gè)指標(biāo),具體分析了永磁體寬度、永磁體厚度、定子齒寬度、定子齒身長(zhǎng)度、定子軛部厚度等五個(gè)電機(jī)重要結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)電機(jī)性能的影響。分析結(jié)果為之后的電機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)奠定了基礎(chǔ)。針對(duì)傳統(tǒng)電機(jī)優(yōu)化方法的不足,提出將差分進(jìn)化算法用于電機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)。構(gòu)建電機(jī)優(yōu)化數(shù)學(xué)模型,介紹優(yōu)化流程,并將優(yōu)化結(jié)果與傳統(tǒng)優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。結(jié)果證實(shí)優(yōu)化結(jié)果符合輪轂電機(jī)高轉(zhuǎn)矩密度、高效率、低成本的要求,進(jìn)而驗(yàn)證了將差分進(jìn)化算法用于電機(jī)設(shè)計(jì)的可靠性。輪轂電機(jī)集成度高,因此有必要進(jìn)行電機(jī)溫度場(chǎng)研究,以校核電機(jī)性能,保證電機(jī)運(yùn)行可靠性。本文將溫度場(chǎng)與電磁場(chǎng)進(jìn)行耦合,通過迭代計(jì)算得到額定工況下的優(yōu)化電機(jī)和初始樣機(jī)的溫度場(chǎng)分布圖,驗(yàn)證電機(jī)運(yùn)行可靠性,從而證明了電機(jī)設(shè)計(jì)的合理性。在上述理論分析的基礎(chǔ)上,對(duì)一臺(tái)2 kW樣機(jī)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),測(cè)試電機(jī)的電感、空載反電動(dòng)勢(shì)、損耗和溫度場(chǎng)等,將實(shí)測(cè)值與仿真值對(duì)比,實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了理論分析計(jì)算的正確性。最后,對(duì)全文研究?jī)?nèi)容進(jìn)行總結(jié),并對(duì)后續(xù)研究工作進(jìn)行了展望。
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：U469.72;TM351

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本文編號(hào)：2568330