發(fā)布時間：2017-09-30 09:29

  本文關鍵詞：混合磁通調制永磁輪轂電機的設計與3D有限元仿真

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【摘要】：電動汽車的直驅輪轂驅動,具有驅動系統布置靈活,結構簡潔,傳動效率高等特點。永磁輪轂電機因其高轉矩密度、高功率密度和高效率等優(yōu)點,在電動汽車直驅輪轂驅動系統中具有獨特的應用優(yōu)勢。磁通調制式永磁輪轂電機將磁齒輪與傳統永磁電機有效結合,不僅具有磁齒輪的磁通調制效應,還兼有永磁電機的優(yōu)點,在結構上可靈活設計,適合電動汽車的輪轂驅動。本文對軸向磁通調制永磁輪轂電機與非晶鐵芯混合磁通調制永磁輪轂電機的結構及其性能進行研究,主要工作如下：首先,引入磁齒輪的拓撲結構,分析了磁通調制作用的工作機理,研究了磁通調制永磁輪轂電機的工作原理,得到了磁通調制永磁輪轂電機內部結構的約束關系。其次,以軸向磁通調制永磁輪轂電機為研究對象,利用Maxwell軟件建立了電機的3D瞬態(tài)場有限元模型。通過有限元仿真計算,比較研究了不同極、槽配合時電機的運行性能,包括氣隙磁通密度的磁耦合特性,電磁轉矩等,在所研究的極、槽配合中選取了較為合適的參數(36槽22/6極)。并仿真計算了36槽22/6極配合、非晶鐵芯與硅鋼鐵芯軸向磁通調制永磁輪轂電機的運行性能,通過對仿真計算結果的對比分析可知,非晶鐵芯電機的運行性能優(yōu)于硅鋼鐵芯電機的運行性能。最后,以36槽22/6極非晶鐵芯混合磁通調制永磁輪轂電機為研究對象,利用Maxwell軟件建立了電機的3D瞬態(tài)場有限元模型,并與基于掃描法的優(yōu)化方法結合,對電機的部分結構參數進行了優(yōu)化設計,提高了電機在同步運行方式時轉矩及功率的輸出能力,證明了非晶鐵芯混合磁通調制永磁輪轂電機應用于電動汽車直驅系統中的優(yōu)越性。
【關鍵詞】：軸向磁通調制 混合磁通調制 永磁輪轂電機 掃描法 有限元法 非晶鐵芯
【學位授予單位】：北京交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM351
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 1 緒論11-19
• 1.1 課題背景與意義11-13
• 1.2 基于磁通調制原理永磁電機的發(fā)展概況13-15
• 1.3 混合磁通調制永磁輪轂電機的國內外研究現狀15-16
• 1.4 非晶鐵芯電機的研究現狀16-18
• 1.5 本文主要研究內容18-19
• 2 軸向磁通調制永磁輪轂電機19-41
• 2.1 磁通調制原理19-22
• 2.1.1 磁齒輪拓撲結構19-20
• 2.1.2 磁齒輪工作原理20
• 2.1.3 磁通調制的工作機理20-22
• 2.1.4 磁通調制永磁電機工作原理22
• 2.2 軸向磁通調制永磁輪轂電機3D有限元模型與性能分析22-39
• 2.2.1 有限元法及有限元分析軟件簡介22-25
• 2.2.2 軸向磁通調制永磁輪毅電機拓撲結構與建模25-28
• 2.2.3 軸向磁通調制永磁輪轂電機工作原理28-30
• 2.2.4 軸向磁通調制永磁輪轂電機運行方式30-33
• 2.2.5 不同極、槽配合對軸向磁通調制永磁輪轂電機性能的影響33-39
• 2.3 本章小結39-41
• 3 非晶鐵芯對軸向磁通調制永磁輪轂電機性能的影響41-51
• 3.1 非晶合金材料特性41-42
• 3.2 非晶鐵芯與硅鋼鐵芯電機3D有限元仿真結果對比分析42-50
• 3.2.1 同步運行結果分析43-48
• 3.2.2 無刷直流運行結果分析48-50
• 3.3 本章小結50-51
• 4 非晶鐵芯混合磁通調制永磁輪轂電機51-65
• 4.1 非晶鐵芯混合磁通調制永磁輪轂電機拓撲結構與建模51-53
• 4.2 非晶鐵芯混合磁通調制永磁輪轂電機工作原理53-54
• 4.3 非晶鐵芯混合磁通調制永磁輪轂電機結構參數優(yōu)化54-63
• 4.3.1 掃描法簡介54
• 4.3.2 基于掃描法對軸向結構參數優(yōu)化54-57
• 4.3.3 基于掃描法對徑向結構參數優(yōu)化57-59
• 4.3.4 3D有限元仿真結果分析59-63
• 4.4 本章小結63-65
• 5 總結與展望65-67
• 5.1 總結65-66
• 5.2 展望66-67
• 參考文獻67-73
• 作者簡歷及攻讀碩士學位期間取得的研究成果73-77
• 學位論文數據集77

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1 本報記者 馬靜t，

本文編號：947429