分布式驅(qū)動電動汽車因其高傳動效率和高機(jī)動性成為電動車領(lǐng)域新的發(fā)展方向。該類電動汽車以輪轂電機(jī)作為動力部件,省卻了傳統(tǒng)的機(jī)械連接,提升了車輛的加速性能。輪轂電機(jī)已經(jīng)成為電機(jī)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。由于該類電機(jī)被安放于輪轂內(nèi),空間被嚴(yán)格限制,其電磁性能、潤滑散熱等均受到嚴(yán)重影響。為了改善上述問題,本文在電磁結(jié)構(gòu)設(shè)計、磁場解析計算、損耗分析、散熱優(yōu)化以及溫度場精確建模等方面展開研究,主要工作包括以下幾個方面:提出一種切向聚磁式永磁同步輪轂電機(jī)方案。采用改進(jìn)的子域法,建立該電機(jī)的磁場解析模型,解決傳統(tǒng)解析方法無法處理特殊結(jié)構(gòu)以及鐵心飽和的問題,有效提高解析方法的計算精度。在此基礎(chǔ)上,經(jīng)過理論推導(dǎo)獲得氣隙磁密、繞組磁鏈、反電勢以及電磁轉(zhuǎn)矩等關(guān)鍵電磁變量的解析表達(dá)式;并通過對比解析法、有限元和實(shí)驗(yàn)的結(jié)果,驗(yàn)證磁場解析模型的精確性,為該類電機(jī)的解析分析提供理論依據(jù)。密閉條件下輪轂電機(jī)的散熱條件較差,損耗是引起溫升的主要因素。本文研究附加銅耗、鐵耗以及永磁體渦流損耗的計算方法和抑制手段。針對切向聚磁式永磁同步輪轂電機(jī)開口槽結(jié)構(gòu)引起的附加銅耗問題,采用解析方法對其進(jìn)行理論分析和計算,通過分析電流、頻率、線徑以及... 

【文章頁數(shù)】：140 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究的目的和意義
    1.2 輪轂電機(jī)的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 直驅(qū)式輪轂電機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.2 減速驅(qū)動式輪轂電機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀
    1.3 輪轂電機(jī)的關(guān)鍵性技術(shù)問題
        1.3.1 轉(zhuǎn)矩性能提升
        1.3.2 電磁性能計算
        1.3.3 損耗計算和抑制
        1.3.4 散熱優(yōu)化
        1.3.5 溫升計算方法
    1.4 本文的主要研究內(nèi)容
第2章 切向聚磁式永磁同步輪轂電機(jī)磁場解析建模及電磁性能研究
    2.1 引言
    2.2 高密度輪轂電機(jī)方案選取原則
        2.2.1 轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)選擇
        2.2.2 定子結(jié)構(gòu)選擇
        2.2.3 切向聚磁式永磁同步輪轂電機(jī)方案
    2.3 切向聚磁式永磁同步輪轂電機(jī)磁場解析模型
        2.3.1 梯形永磁體等效處理
        2.3.2 定轉(zhuǎn)子槽等效處理
        2.3.3 子域模型建立及磁場求解
        2.3.4 鐵心飽和影響分析及等效處理
    2.4 切向聚磁式永磁同步輪轂電機(jī)電磁性能研究
        2.4.1 空載特性分析
        2.4.2 負(fù)載特性分析
    2.5 本章小結(jié)
第3章 切向聚磁式永磁同步輪轂電機(jī)損耗分析
    3.1 引言
    3.2 銅耗分析
        3.2.1 開口槽對銅耗的影響
        3.2.2 附加銅耗解析計算
        3.2.3 附加銅耗影響因素分析
    3.3 鐵耗分析
        3.3.1 鐵耗解析計算
        3.3.2 鐵耗分布研究
        3.3.3 鐵耗影響因素分析
    3.4 永磁體渦流損耗分析
        3.4.1 負(fù)載電流諧波對永磁體渦流損耗的影響
        3.4.2 永磁體分塊對渦流損耗的影響
    3.5 輪轂電機(jī)損耗測試
    3.6 本章小結(jié)
第4章 切向聚磁式永磁同步輪轂電機(jī)散熱問題研究
    4.1 引言
    4.2 切向聚磁式永磁同步輪轂電機(jī)熱路模型
        4.2.1 熱路模型建立
        4.2.2 散熱影響因素分析
    4.3 水冷系統(tǒng)設(shè)計
        4.3.1 水路設(shè)計
        4.3.2 水冷散熱影響因素分析
    4.4 定子與機(jī)殼接觸間隙對散熱影響分析
        4.4.1 接觸間隙的溫升情況
        4.4.2 接觸間隙溫升的抑制方法
    4.5 槽內(nèi)傳熱
        4.5.1 槽內(nèi)填充材料對傳熱的影響
        4.5.2 槽尺寸參數(shù)對傳熱的影響
    4.6 本章小結(jié)
第5章 切向聚磁式永磁同步輪轂電機(jī)溫度場分析
    5.1 引言
    5.2 溫度場精細(xì)化建模
        5.2.1 周期對稱單元模型
        5.2.2 定子與機(jī)殼接觸間隙模型
        5.2.3 分層繞組等效模型
        5.2.4 分布式鐵耗加載方式
    5.3 輪轂電機(jī)溫升實(shí)驗(yàn)
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝
個人簡歷


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]電動汽車用油內(nèi)冷永磁輪轂電機(jī)三維溫度場分析[J]. 王曉遠(yuǎn),高鵬.  電機(jī)與控制學(xué)報. 2016(03)
[2]基于等效熱網(wǎng)絡(luò)法的定頻雙轉(zhuǎn)子永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)的熱分析[J]. 張建忠,姜永將.  電工技術(shù)學(xué)報. 2015(02)
[3]多領(lǐng)域協(xié)同仿真的高密度永磁電機(jī)溫升計算[J]. 張琪,魯茜睿,黃蘇融,張俊.  中國電機(jī)工程學(xué)報. 2014(12)
[4]不同冷卻結(jié)構(gòu)的微型電動車用感應(yīng)電機(jī)三維穩(wěn)態(tài)溫度場分析[J]. 程樹康,李翠萍,柴鳳.  中國電機(jī)工程學(xué)報. 2012(30)
[5]空心補(bǔ)償脈沖發(fā)電機(jī)溫度場計算與分析[J]. 趙偉鐸,崔淑梅,劉慶,吳紹朋.  中國電機(jī)工程學(xué)報. 2011(27)
[6]感應(yīng)電機(jī)全域三維瞬態(tài)溫度場分析[J]. 邰永,劉趙淼.  中國電機(jī)工程學(xué)報. 2010(30)

博士論文
[1]輪轂式永磁同步電機(jī)的特性研究[D]. 李俊龍.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[2]高轉(zhuǎn)矩永磁輪轂電機(jī)磁系統(tǒng)的研究[D]. 宮海龍.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2011
[3]高速永磁同步電機(jī)的損耗分析與溫度場計算[D]. 江善林.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010

碩士論文
[1]永磁同步輪轂電機(jī)發(fā)熱及散熱問題的研究[D]. 梁培鑫.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013



本文編號：3654346