【摘要】：永磁輪邊直驅(qū)動力總成結(jié)構(gòu)無論是高傳動效率還是有效減少車體空間占用等方面,都明顯優(yōu)于集中驅(qū)動結(jié)構(gòu)。而相較于傳統(tǒng)徑向磁場永磁電機而言,軸向磁通永磁盤式電機擁有更高的功率密度和轉(zhuǎn)矩密度,較好的散熱能力。本文對軸向磁場輪邊直驅(qū)永磁盤式電機進行研究。首先,本文對永磁盤式電機的拓撲結(jié)構(gòu)特點進行研究,從電機功率與電磁負荷表達式出發(fā),比較了徑向磁場與軸向磁場兩種形式的功率密度與轉(zhuǎn)矩密度,采用多極數(shù)、大徑長比的電機結(jié)構(gòu)有利于顯著提升永磁盤式電機轉(zhuǎn)矩密度。通過對比永磁盤式電機不同拓撲結(jié)構(gòu)的特點,選擇雙定子單轉(zhuǎn)子作為輪邊直驅(qū)電機的拓撲結(jié)構(gòu)。其次,本文從汽車動力學特性角度出發(fā),建立純電動汽車動力性能指標約束模型,根據(jù)輪邊驅(qū)動純電動汽車的動力特性指標要求,對電機性能參數(shù)進行校核,確定電機的恒功率以及恒轉(zhuǎn)矩運行區(qū)間。建立多環(huán)等效磁路解析模型,對軸向磁通結(jié)構(gòu)雙定子的齒、軛部磁密進行數(shù)值計算。對雙定子繞組串、并聯(lián)下的電流密度、電機熱負荷、電感參數(shù)進行了計算。分析空載反電動勢對電機的影響,合理優(yōu)化電機空載反電動勢,提高電機在全速域區(qū)間運行效率。編制雙定子單轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)永磁盤式電機電磁程序,計算永磁盤式電機電磁方案。最后,本文通過三維有限元建模仿真對電機進行建模與分析。分析了軸向磁場永磁盤式電機三維穩(wěn)態(tài)磁場,研究軸向磁場永磁電機的定子磁密與氣隙磁密分布特點。分析了軸向磁場永磁盤式電機的轉(zhuǎn)矩,對影響電機轉(zhuǎn)矩脈動的齒槽轉(zhuǎn)矩和紋波轉(zhuǎn)矩分別進行分析并通過斜極來減小轉(zhuǎn)矩脈動,提高電機轉(zhuǎn)矩輸出的平穩(wěn)性。對電機進行水冷結(jié)構(gòu)溫度場仿真,分析了繞組與永磁體溫升,驗證電機熱負荷設(shè)計的合理性。
【圖文】：

要求以及電機結(jié)構(gòu)、材料、特點分析的基礎(chǔ)上，選用盤式無鐵心永磁同步電機作為電動汽車輪轂直驅(qū)電機。圖1.1 盤式無鐵心永磁同步電動機結(jié)構(gòu)示意圖Fig.1.1 Schematic diagram of discless permanent magnet synchronous motor該磁鋼采用 HALBACH陣列結(jié)構(gòu)來使氣隙磁密波形得到優(yōu)化[19-20]。但是該磁鋼結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，不但設(shè)計難度較大，，而且永磁體很難粘黏和固定。從電機相關(guān)參數(shù)可以看出，無鐵心電機的電樞反應(yīng)很弱，電樞磁場對空載磁場不會產(chǎn)生明顯的弱磁效應(yīng)。圖1.2 卷繞工藝定子鐵心Fig.1.2Woundmanufacturingprocessstatorcore

不但設(shè)計難度較大，而且永磁體很難粘黏和固定。從電機相關(guān)參數(shù)可以看出，無鐵心電機的電樞反應(yīng)很弱，電樞磁場對空載磁場不會產(chǎn)生明顯的弱磁效應(yīng)。圖1.2 卷繞工藝定子鐵心Fig.1.2Woundmanufacturingprocessstatorcore
【學位授予單位】：沈陽工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TM351

【參考文獻】

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本文編號：2700537