本文選題：電動(dòng)汽車　切入點(diǎn)：高功率密度　出處：《天津大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：近年來,環(huán)境污染加劇,空氣質(zhì)量下降,化石燃料資源逐漸枯竭,進(jìn)一步的環(huán)境保護(hù)以及節(jié)能減排工作刻不容緩。然而,傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車行駛中需要消耗大量化石燃料并排放大量有毒尾氣,對(duì)資源和環(huán)境帶來了雙重壓力。相比與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車,電動(dòng)汽車在能源形式、節(jié)能效率、尾氣排放上具有巨大優(yōu)勢(shì)。因此,電動(dòng)汽車作為傳統(tǒng)汽車的替代方案,近來得到了大力提倡和發(fā)展。電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)作為電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)的核心部件之一,其性能決定了車輛動(dòng)力性能的好壞。特別的,電動(dòng)汽車空間狹小,要求驅(qū)動(dòng)電機(jī)具有較高的功率密度。本文對(duì)電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)用高功率密度永磁同步電機(jī)本體設(shè)計(jì)以及優(yōu)化展開分析研究。首先,按照課題要求完成額定功率為30kW的高功率密度永磁同步電機(jī)本體電磁設(shè)計(jì)。為了盡可能提高電機(jī)的功率密度,轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為內(nèi)置“V”型。為了減小電機(jī)的轉(zhuǎn)子渦流損耗,電機(jī)采用整數(shù)槽分布繞組,轉(zhuǎn)子6極,定子36槽。定子槽型采用普通的梨形槽。其次,在有限元仿真軟件中對(duì)初步設(shè)計(jì)的高功率密度永磁同步電機(jī)的靜態(tài)場(chǎng)和瞬態(tài)場(chǎng)進(jìn)行仿真分析,驗(yàn)證了設(shè)計(jì)的合理性。重點(diǎn)分析了電機(jī)的轉(zhuǎn)矩特性,得到了額定電流不同電流超前角度下的電磁轉(zhuǎn)矩,不同電流下的電磁轉(zhuǎn)矩,并且分析了電機(jī)的齒槽轉(zhuǎn)矩以及電感特性。再次,為了提高電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩特性,提出了基于田口算法的多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)。合理選擇電機(jī)轉(zhuǎn)子關(guān)鍵結(jié)構(gòu)參數(shù)作為優(yōu)化變量。并以電機(jī)最大平均轉(zhuǎn)矩、最小轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)、最小齒槽轉(zhuǎn)矩為優(yōu)化目標(biāo),利用田口算法對(duì)電機(jī)進(jìn)行優(yōu)化,最終得到優(yōu)化后的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)參數(shù)。有限元仿真結(jié)果證明所用方法的有效性。最后,提出了轉(zhuǎn)子開孔的減重方案,合理選擇了開孔位置,比較了不同開孔半徑下的電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩,得到了最優(yōu)的開孔半徑。優(yōu)化了永磁體的材料,采用了磁性能更高的NdFeB永磁材料替代原有的永磁材料,提高了電機(jī)的功率密度。
[Abstract]:In recent years, environmental pollution has intensified, air quality has declined, fossil fuel resources have gradually dried up, further environmental protection and energy conservation and emission reduction work are urgent. The traditional internal combustion engine vehicle needs to consume a large amount of fossil fuel and release a large amount of toxic exhaust gas, which brings double pressure to the resource and environment. Compared with the traditional internal combustion engine vehicle, electric vehicle is energy efficient in the form of energy. Therefore, as an alternative to traditional vehicles, electric vehicles have been vigorously promoted and developed recently. Electric vehicles drive motors as one of the core components of electric vehicle power system. Its performance determines the vehicle's power performance. In particular, the space for electric vehicles is small. The driving motor is required to have a high power density. In this paper, the bulk design and optimization of the PMSM for electric vehicle drive are analyzed and studied. According to the requirements of the project, the body electromagnetic design of high power density permanent magnet synchronous motor (PMSM) with rated power of 30kW is completed. In order to increase the power density of the motor as much as possible, the rotor structure is designed with built-in "V" type, and in order to reduce the eddy current loss of the motor, The motor adopts integer slot distributed windings, rotor 6 poles, stator 36 slots. Stator slot type adopts common pear groove. Secondly, In the finite element simulation software, the static and transient fields of the high power density permanent magnet synchronous motor (PMSM) are simulated and analyzed, and the rationality of the design is verified. The torque characteristic of the PMSM is analyzed emphatically. The electromagnetic torque of rated current at different current leading angles and the electromagnetic torque of different current are obtained, and the slotting torque and inductance characteristics of the motor are analyzed. Thirdly, in order to improve the output torque characteristics of the motor, The multi-objective optimization design based on Taguchi algorithm is proposed. The key structural parameters of motor rotor are reasonably selected as the optimization variables, and the maximum average torque, minimum torque ripple and minimum slotting torque are taken as the optimization objectives. The optimized rotor structure parameters are obtained by using the Taguchi algorithm. The finite element simulation results show the effectiveness of the proposed method. Finally, the weight loss scheme of the rotor hole is put forward, and the open hole position is reasonably selected. The output torque of the motor with different opening radius is compared, the optimum opening radius is obtained, the permanent magnet material is optimized, and the NdFeB permanent magnet material with higher magnetic performance is used to replace the original permanent magnet material, which improves the power density of the motor.
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM341;U469.72

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 ;無線充電電動(dòng)汽車[J];發(fā)明與革新;2000年10期

2 趙清,徐衍亮,安忠良,許家群,齊瑞貴;電動(dòng)汽車的發(fā)展與環(huán)境保護(hù)[J];沈陽工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2000年05期

3 章超,易家玉;全球電動(dòng)汽車發(fā)展迅猛[J];大眾用電;2000年09期

4 章超;開發(fā)電動(dòng)汽車市場(chǎng)前景廣闊[J];大眾用電;2000年09期

5 ;戴-克公司第四代電動(dòng)汽車[J];重型汽車;2000年04期

6 ;電動(dòng)汽車是中國(guó)汽車業(yè)趕超發(fā)達(dá)國(guó)家的重要切入點(diǎn)[J];電器工業(yè);2001年12期

7 徐新明;環(huán)保電動(dòng)汽車時(shí)代誰執(zhí)牛耳[J];發(fā)明與革新;2001年04期

8 焦慶豐;電動(dòng)汽車前景廣闊[J];大眾用電;2001年03期

9 劉茂理;云南需要電動(dòng)汽車[J];云南交通科技;2001年01期

10 叢曉杰;電動(dòng)汽車:推動(dòng)世界的綠色動(dòng)力[J];中國(guó)石油;2001年09期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 宋翔;;電動(dòng)汽車是未來的趨勢(shì)[A];重慶汽車工程學(xué)會(huì)2008年學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2008年

2 賈愛芹;;淺談電動(dòng)汽車推廣的實(shí)現(xiàn)途徑[A];第六屆河南省汽車工程科技學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2009年

3 張夢(mèng)潔;田令;;電動(dòng)汽車的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)研究[A];第三屆河南省汽車工程科技學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2006年

4 倫景光;;電動(dòng)汽車在中國(guó)的發(fā)展前景[A];科技進(jìn)步與學(xué)科發(fā)展——“科學(xué)技術(shù)面向新世紀(jì)”學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];1998年

5 張夢(mèng)潔;田令;;電動(dòng)汽車的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)研究[A];第三屆河南省汽車工程科技學(xué)術(shù)研討會(huì)暨2006年省汽學(xué)會(huì)理事會(huì)議資料[C];2006年

6 張炳力;趙韓;;貫徹“汽車新政”加快安徽電動(dòng)汽車工業(yè)的發(fā)展[A];2004“安徽制造業(yè)發(fā)展”博士科技論壇論文集[C];2004年

7 張杰;;電動(dòng)汽車發(fā)展需要更多“綠燈”[A];西南汽車信息：2013年第7期（總第328期）[C];2013年

8 姚勇;劉林生;顧健輝;陳林;李科江;趙曉;;電動(dòng)汽車發(fā)展對(duì)配電網(wǎng)的影響及對(duì)策[A];2013年中國(guó)電機(jī)工程學(xué)會(huì)年會(huì)論文集[C];2013年

9 蔣惠琴;歐萬彬;鮑健強(qiáng);葉瑞克;;電動(dòng)汽車:引領(lǐng)城市低碳交通的未來[A];生態(tài)城市建設(shè)與生態(tài)危機(jī)管理——中國(guó)未來研究會(huì)2010年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2010年

10 李曉勤;魯植雄;逄小鳳;;淺述電動(dòng)汽車的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[A];江蘇省汽車工程學(xué)會(huì)第九屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2010年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前10條

1 本報(bào)記者陳興安;電動(dòng)汽車引領(lǐng)奧運(yùn)時(shí)尚[N];中國(guó)經(jīng)營(yíng)報(bào);2002年

2 賈俊國(guó);公司推動(dòng)電動(dòng)汽車發(fā)展試點(diǎn)實(shí)施方案座談會(huì)在上海召開[N];國(guó)家電網(wǎng)報(bào);2007年

3 孫逢春;助推電動(dòng)汽車發(fā)展意義重大[N];國(guó)家電網(wǎng)報(bào);2007年

4 本報(bào)記者 葛勝征;奧運(yùn)會(huì) 世博會(huì)重點(diǎn)采購電動(dòng)汽車[N];政府采購信息報(bào);2007年

5 本報(bào)記者 劉輝邋李層;發(fā)展電動(dòng)汽車 國(guó)網(wǎng)搶得先機(jī)[N];中國(guó)電力報(bào);2007年

6 記者 張靜;電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展論壇召開[N];經(jīng)濟(jì)日?qǐng)?bào);2009年

7 孫萌萌;工信部召集各方落實(shí)電動(dòng)汽車政策[N];人民政協(xié)報(bào);2009年

8 本報(bào)實(shí)習(xí)記者 楊冬;電動(dòng)汽車能否順利駛?cè)搿爱a(chǎn)業(yè)化時(shí)代”[N];中國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)報(bào);2009年

9 柯蕓;應(yīng)加快建立電動(dòng)汽車研發(fā)支撐體系[N];中國(guó)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)導(dǎo)報(bào);2008年

10 本報(bào)記者 張鳳宇;電動(dòng)汽車中國(guó)汽車業(yè)的新機(jī)遇[N];中國(guó)信息報(bào);2001年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 胡超;電動(dòng)汽車無線供電電磁耦合機(jī)構(gòu)能效特性及優(yōu)化方法研究[D];重慶大學(xué);2015年

2 張虹;考慮電動(dòng)汽車聚合站的主動(dòng)配電網(wǎng)動(dòng)態(tài)優(yōu)化調(diào)度[D];華北電力大學(xué);2015年

3 劉瑜俊;電動(dòng)汽車儲(chǔ)能特性及其配置方法研究[D];東南大學(xué);2015年

4 強(qiáng)浩;計(jì)及無線充電的電動(dòng)汽車對(duì)電網(wǎng)的影響研究[D];東南大學(xué);2015年

5 劉哲;電力系統(tǒng)概率風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估研究及其應(yīng)用[D];天津大學(xué);2014年

6 宮大慶;電動(dòng)汽車行業(yè)物流資源優(yōu)化配置的關(guān)鍵問題研究[D];北京交通大學(xué);2015年

7 楊君超;電動(dòng)汽車項(xiàng)目發(fā)展管理及預(yù)測(cè)研究[D];華北電力大學(xué)(北京);2016年

8 饒嬈;電動(dòng)汽車充放電優(yōu)化及利益鏈協(xié)調(diào)研究[D];華北電力大學(xué)(北京);2016年

9 毛亮亮;電動(dòng)汽車永磁同步電機(jī)電流分段優(yōu)化控制策略研究[D];哈爾濱理工大學(xué);2016年

10 劉曉飛;電動(dòng)汽車V2G系統(tǒng)及充放電控制策略研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 張力;電動(dòng)汽車用高功率密度永磁同步電機(jī)設(shè)計(jì)研究[D];天津大學(xué);2016年

2 寇凌峰;電動(dòng)汽車大規(guī)模接入對(duì)電網(wǎng)的影響分析[D];華北電力大學(xué)（北京）;2011年

3 黃潤(rùn);電動(dòng)汽車入網(wǎng)對(duì)電網(wǎng)負(fù)荷影響的研究[D];上海交通大學(xué);2012年

4 楊俊秋;電動(dòng)汽車充放電容量預(yù)測(cè)及控制策略的優(yōu)化研究[D];北京交通大學(xué);2012年

5 薛紅紅;電動(dòng)汽車與電網(wǎng)互動(dòng)技術(shù)之協(xié)調(diào)充電策略探究[D];華中師范大學(xué);2012年

6 許恬;我國(guó)當(dāng)前電動(dòng)汽車潛在消費(fèi)者的識(shí)別與消費(fèi)行為研究[D];武漢理工大學(xué);2012年

7 唐升衛(wèi);電動(dòng)汽車有序充電研究[D];湖南大學(xué);2012年

8 王傳能;電動(dòng)汽車換電站優(yōu)化規(guī)劃研究[D];華北電力大學(xué);2012年

9 張晨曦;電動(dòng)汽車入網(wǎng)技術(shù)及社會(huì)綜合效益研究[D];浙江大學(xué);2013年

10 何清晨;適用于城市通勤的個(gè)人電動(dòng)汽車設(shè)計(jì)與研究[D];清華大學(xué);2012年

，

本文編號(hào)：1588481