【摘要】：受能源稀缺和環(huán)境污染的影響,環(huán)保型與節(jié)能型汽車必然會(huì)受到越來越多的關(guān)注和喜愛。加快新能源汽車的發(fā)展,對(duì)我國實(shí)現(xiàn)汽車產(chǎn)業(yè)振興、保障能源安全和實(shí)施節(jié)能減排具有重要意義。驅(qū)動(dòng)電機(jī)作為新能源汽車的核心部件,成為了學(xué)者們重點(diǎn)研究的方向。而磁通切換永磁電機(jī)由于其獨(dú)特的優(yōu)勢在眾多類型的驅(qū)動(dòng)電機(jī)中脫穎而出,磁通切換永磁電機(jī)作為新型的定子永磁型無刷電機(jī),具有高功率和轉(zhuǎn)矩密度,且轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)簡單,運(yùn)行可靠。但是,磁通切換永磁電機(jī)較高的氣隙磁密使得其具有較大的齒槽轉(zhuǎn)矩,進(jìn)而會(huì)產(chǎn)生較大的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)。本文搭建了12槽10極磁通切換永磁電機(jī)模型,并闡釋了其磁通切換原理和繞組具有一致性和互補(bǔ)性的特點(diǎn),此外,建立了電機(jī)定轉(zhuǎn)子坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型,為磁通切換永磁電機(jī)設(shè)計(jì)方案的確立奠定了理論基礎(chǔ)。同時(shí),推導(dǎo)了磁通切換永磁電機(jī)的輸出功率方程,根據(jù)設(shè)計(jì)方案中電機(jī)各個(gè)參數(shù)之間的關(guān)系得到電機(jī)的結(jié)構(gòu)參數(shù)初始尺寸,并給出了該電機(jī)的通用設(shè)計(jì)流程,接著進(jìn)行了仿真分析,涉及磁場分布、永磁磁鏈、空載反電動(dòng)勢、齒槽轉(zhuǎn)矩和電磁轉(zhuǎn)矩等靜態(tài)特性。最后,基于12槽10極磁通切換永磁電機(jī)提出了切邊齒、U型槽齒、凸緣齒三種新型齒形,通過有限元法從平均轉(zhuǎn)矩、齒槽轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)矩波動(dòng)等方面對(duì)不同新型齒形的轉(zhuǎn)矩性能進(jìn)行了全面的分析和評(píng)估。結(jié)果驗(yàn)證了所提出的三種新型齒形狀,特別是轉(zhuǎn)子U型槽齒和凸緣齒可以有效減小齒槽轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)矩波動(dòng),平均轉(zhuǎn)矩只有輕微的減小。
【圖文】：

密度比前面兩種類型的電機(jī)較大。但是這兩種類型電機(jī)永磁體的排放位置不同，使得圖(c)永磁體產(chǎn)生的磁通路徑為徑向磁通，一般稱之為徑向內(nèi)置式，圖(d)永磁體產(chǎn)生的是切向永磁磁通，，故稱之為切向內(nèi)置式。其它各種類型的轉(zhuǎn)子永磁型電機(jī)幾乎都是在這四種基本結(jié)構(gòu)上發(fā)展而來的。國內(nèi)外針對(duì)這四種類型的電機(jī)進(jìn)行了大量的研究，許多研究資料也給出了其設(shè)計(jì)流程、控制策略和制造工藝，轉(zhuǎn)子永磁型電機(jī)的發(fā)展已相對(duì)較為成熟。(a) 表面粘貼式 (b) 表面插入式

27(c) 18r (d) 27r 圖 3-3 永磁磁場分布根據(jù)圖 3-3 能夠看見每塊永磁體和定子外部與空氣相接觸的部分都會(huì)存在一些漏磁。此外，根據(jù)圖 3-4 局部放大發(fā)現(xiàn)永磁體和定轉(zhuǎn)子間氣隙的接觸部分也存在一些漏磁，盡管如此，但是因?yàn)橛来朋w是沿著切線方向交替充磁，這樣使得電機(jī)產(chǎn)生聚磁效應(yīng)，相鄰兩塊永磁體匝鏈的磁通聚集在定子齒處，然后通過氣隙進(jìn)入轉(zhuǎn)子極形成閉合回路。因此，雖然 FSPM 電機(jī)不可避免的存在漏磁，但由于使用磁性很強(qiáng)的釹鐵硼(NdFeB)材料且聚磁效應(yīng)的作用，氣隙磁密高達(dá)2.5T，使得該電機(jī)的氣隙磁密比另外兩種定子永磁型電機(jī)和傳統(tǒng)轉(zhuǎn)子永磁型電機(jī)要高的多，驗(yàn)證了 FSPM 電機(jī)相比傳統(tǒng)的永磁電機(jī)能輸出更大的電磁轉(zhuǎn)矩。
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TM351

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前9條

1 莫麗紅;全力;朱孝勇;陳云云;;集成式“V”形永磁體磁通切換電機(jī)性能分析[J];電機(jī)與控制學(xué)報(bào);2015年05期

2 李健;王愛元;;磁通切換永磁電動(dòng)機(jī)的齒槽轉(zhuǎn)矩削弱研究[J];上海電機(jī)學(xué)院學(xué)報(bào);2015年02期

3 程明;張淦;花為;;定子永磁型無刷電機(jī)系統(tǒng)及其關(guān)鍵技術(shù)綜述[J];中國電機(jī)工程學(xué)報(bào);2014年29期

4 李剛;宗長富;;四輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)輪轂電機(jī)電動(dòng)汽車研究綜述[J];遼寧工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2014年01期

5 諸自強(qiáng);;Novel Switched Flux Permanent Magnet Machine Topologies[J];電工技術(shù)學(xué)報(bào);2012年07期

6 王宇;鄧智泉;王曉琳;;新型電勵(lì)磁磁通切換電機(jī)勵(lì)磁繞組結(jié)構(gòu)分析[J];中國電機(jī)工程學(xué)報(bào);2011年24期

7 花為;董廣鵬;程明;;混合勵(lì)磁型磁通切換電機(jī)電感特性分析[J];中國科技論文在線;2010年08期

8 唐任遠(yuǎn);;稀土永磁電機(jī)發(fā)展綜述[J];電氣技術(shù);2005年04期

9 曹秉剛,張傳偉,白志峰,李竟成;電動(dòng)汽車技術(shù)進(jìn)展和發(fā)展趨勢[J];西安交通大學(xué)學(xué)報(bào);2004年01期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 王宇;磁通切換型電機(jī)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及運(yùn)行特性的分析與研究[D];南京航空航天大學(xué);2012年

本文編號(hào)：2672755