輪轂電機(jī)對(duì)所選用電機(jī)的軸向尺寸、整體結(jié)構(gòu)以及重量等要求苛刻,傳統(tǒng)輪轂電機(jī)主要采用的是徑向磁通永磁電機(jī)(Radial Flux Permanent Magnet,RFPM),而通過研究軸向磁通永磁(Axial Flux Permanent Magnet,AFPM)電機(jī)發(fā)現(xiàn),與RFPM相比,AFPM電機(jī)在功率密度、轉(zhuǎn)矩密度和軸向尺寸等方面獨(dú)具優(yōu)勢,更適合作為輪轂電機(jī)。本文以城市物流配送車為匹配安裝對(duì)象,設(shè)計(jì)一款軸向磁通永磁輪轂(Axial Flux Permanent Magnet In-Wheel,AFPMW)電機(jī),該電機(jī)要滿足輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)對(duì)尺寸和性能的要求。首先,本文對(duì)輪轂電機(jī)進(jìn)行動(dòng)力性能匹配,通過對(duì)比AFPM電機(jī)的各種磁路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),認(rèn)為內(nèi)轉(zhuǎn)子(Axial Flux Internal Rotor,AFIR)磁路結(jié)構(gòu)更適合應(yīng)用在AFPMW電機(jī)上,并給出了基本的電磁設(shè)計(jì)方案。運(yùn)用ANSYS Maxwell有限元分析(FEA)軟件對(duì)電機(jī)的電磁方案進(jìn)行校核。其次,針對(duì)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)對(duì)輪轂電機(jī)平穩(wěn)運(yùn)行產(chǎn)生的影響,本文以齒槽轉(zhuǎn)矩和紋波轉(zhuǎn)矩為雙目標(biāo)進(jìn)行轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的優(yōu)化,優(yōu)化方法包括改變極弧系數(shù)、斜槽、斜極三種...

【文章頁數(shù)】：111 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 軸向磁通輪轂電機(jī)概述
        1.1.1 研究背景及意義
        1.1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.1.3 研究中存在的問題
    1.2 研究的主要內(nèi)容
    1.3 本章小結(jié)
第二章 軸向磁通輪轂電機(jī)的性能要求與電磁方案設(shè)計(jì)
    2.1 引言
    2.2 軸向磁通輪轂電機(jī)的動(dòng)力性能匹配與技術(shù)要求
        2.2.1 車輛參數(shù)及性能
        2.2.2 電機(jī)功率匹配
        2.2.3 電機(jī)轉(zhuǎn)速匹配
        2.2.4 電機(jī)轉(zhuǎn)矩匹配
    2.3 軸向磁通輪轂電機(jī)的電磁設(shè)計(jì)與分析
        2.3.1 電機(jī)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
        2.3.2 主要結(jié)構(gòu)尺寸的確定
        2.3.3 極槽配合的設(shè)計(jì)
        2.3.4 電樞繞組的設(shè)計(jì)
        2.3.5 磁極的設(shè)計(jì)
        2.3.6 氣隙長度的確定
    2.4 軸向磁通輪轂電機(jī)的工作特性的計(jì)算與校核
    2.5 本章小結(jié)
第三章 基于MAXWELL的軸向磁通輪轂電機(jī)的有限元分析
    3.1 引言
    3.2 電磁場基本理論與有限元分析軟件
    3.3 軸向磁通輪轂電機(jī)的有限元模型的建立
        3.3.1 幾何模型的建立
        3.3.2 材料的設(shè)置、邊界條件
        3.3.3 網(wǎng)格剖分及求解設(shè)置
    3.4 軸向磁通輪轂電機(jī)的靜態(tài)場分析
        3.4.1 靜磁場分布
        3.4.2 靜磁場狀態(tài)下電機(jī)的特性曲線
    3.5 軸向磁通輪轂電機(jī)的瞬態(tài)場分析
        3.5.1 瞬態(tài)狀態(tài)下的運(yùn)動(dòng)條件設(shè)定
        3.5.2 邊界條件的設(shè)置
        3.5.3 激勵(lì)及求解設(shè)置
        3.5.4 瞬態(tài)磁場的計(jì)算及分析
    3.6 本章小結(jié)
第四章 軸向磁通輪轂電機(jī)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)優(yōu)化
    4.1 引言
    4.2 脈動(dòng)轉(zhuǎn)矩的產(chǎn)生
    4.3 齒槽轉(zhuǎn)矩的分析與優(yōu)化
        4.3.1 齒槽轉(zhuǎn)矩的計(jì)算
    4.4 紋波轉(zhuǎn)矩的分析與計(jì)算
        4.4.1 影響紋波轉(zhuǎn)矩的因素
        4.4.2 紋波轉(zhuǎn)矩因數(shù)(TRF)
    4.5 轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的優(yōu)化
        4.5.1 極弧系數(shù)的優(yōu)化法
        4.5.2 斜槽、斜極的優(yōu)化法
    4.6 本章小結(jié)
第五章 軸向磁通輪轂電機(jī)的損耗分析
    5.1 引言
    5.2 定子繞組損耗
    5.3 定子鐵心損耗
        5.3.1 鐵心損耗計(jì)算模型
        5.3.2 鐵心飽和對(duì)定子鐵心損耗的影響
    5.4 轉(zhuǎn)子渦流損耗
        5.4.1 轉(zhuǎn)子渦流損耗原理和計(jì)算模型
        5.4.2 轉(zhuǎn)子材料對(duì)轉(zhuǎn)子渦流損耗的影響
    5.5 永磁體渦流損耗
        5.5.1 永磁體渦流損耗產(chǎn)生機(jī)理
        5.5.2 永磁體渦流損耗仿真計(jì)算
        5.5.3 永磁體徑向分段對(duì)渦流損耗的影響
        5.5.4 永磁體圓周分段對(duì)渦流損耗的影響
    5.6 本章小結(jié)
第六章 樣機(jī)制作與實(shí)驗(yàn)測試
    6.1 引言
    6.2 軸向磁通輪轂電機(jī)的原理樣機(jī)制造
    6.3 樣機(jī)的實(shí)驗(yàn)測試
    6.4 樣機(jī)的裝車測試
    6.5 本章小結(jié)
第七章 總結(jié)與展望
    7.1 全文總結(jié)
    7.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間的科研成果



本文編號(hào)：4040866