本文關(guān)鍵詞：永磁同步EPS助力電機(jī)有限元建模與分析研究

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【摘要】：永磁同步電機(jī)是電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的關(guān)鍵執(zhí)行機(jī)構(gòu),永磁同步電機(jī)性能好壞很大程度上決定了轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的性能,而且永磁同步電機(jī)仿真模型的準(zhǔn)確性也在一定程度上影響電機(jī)控制策略的作用效果。針對(duì)電機(jī)性能,本文選取兩臺(tái)不同性能同步轉(zhuǎn)向電機(jī)應(yīng)用有限元方法就高功率密度、低轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和低力矩脈動(dòng)三個(gè)指標(biāo)對(duì)比分析兩臺(tái)電機(jī)性能。針對(duì)電機(jī)仿真模型,本文采用了兩種方法,第一種是將兩臺(tái)電機(jī)中性能優(yōu)越的電機(jī)有限元模型導(dǎo)出為電機(jī)RT模型,搭建聯(lián)合仿真模型并驗(yàn)證,驗(yàn)證結(jié)果表明電機(jī)RT模型可以較準(zhǔn)確地反映電機(jī)各項(xiàng)輸出性能。第二種是根據(jù)對(duì)低力矩脈動(dòng)中齒槽轉(zhuǎn)矩的分析,提出對(duì)單純基于電壓方程的電機(jī)理想模型進(jìn)行改進(jìn),驗(yàn)證結(jié)果表明改進(jìn)模型可以較準(zhǔn)確的反映電機(jī)齒槽轉(zhuǎn)矩。以上是本文的主要研究重點(diǎn)。在三個(gè)指標(biāo)對(duì)比分析中,高功率密度主要是應(yīng)用有限元模型分析勵(lì)磁磁場(chǎng)氣隙磁密以及繞組損耗的影響,低轉(zhuǎn)動(dòng)慣量主要是用CATIA繪制實(shí)物電機(jī)進(jìn)行分析,低力矩脈動(dòng)主要是應(yīng)用電機(jī)有限元模型分析電機(jī)結(jié)構(gòu)的齒槽轉(zhuǎn)矩以及諧波磁動(dòng)勢(shì)的分布系數(shù)的影響。在兩臺(tái)電機(jī)的三個(gè)指標(biāo)對(duì)比分析中電機(jī)齒槽轉(zhuǎn)矩值的測(cè)量是本文的難點(diǎn)之一,因?yàn)辇X槽轉(zhuǎn)矩值為毫牛米級(jí)。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)齒槽轉(zhuǎn)矩值是經(jīng)過(guò)蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)放大才會(huì)影響到方向盤(pán)的力矩脈動(dòng),所以采用放大的思想來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)齒槽轉(zhuǎn)矩的測(cè)量。對(duì)電機(jī)RT模型進(jìn)行聯(lián)合仿真與驗(yàn)證,驗(yàn)證主要包括模型是否能夠反映電機(jī)齒槽轉(zhuǎn)矩以及溫度變化對(duì)電磁系數(shù)的影響,因?yàn)檫@兩點(diǎn)是電機(jī)準(zhǔn)確反映各項(xiàng)輸出性能的關(guān)鍵部分。溫度驗(yàn)證包括有限元模型中已設(shè)置溫度和未設(shè)置溫度對(duì)應(yīng)的電磁系數(shù),電機(jī)RT模型在Simulink中仿真時(shí)未設(shè)置溫度的電磁系數(shù)是電機(jī)RT模型通過(guò)已設(shè)置溫度的電磁系數(shù)采用差值法計(jì)算得到,最終得出電機(jī)RT模型既可以反映齒槽轉(zhuǎn)矩又可以反映溫度變化對(duì)電磁系數(shù)的影響。雖然電機(jī)RT模型可以較準(zhǔn)確反映齒槽轉(zhuǎn)矩和溫度變化對(duì)電磁系數(shù)的影響,但是必須以有限元模型為基礎(chǔ),而有限元模型建模過(guò)程較為冗余,且參數(shù)需要反復(fù)從實(shí)驗(yàn)中獲取。故根據(jù)對(duì)齒槽轉(zhuǎn)矩的分析,對(duì)單純基于電壓方程的電機(jī)理想模型進(jìn)行改進(jìn),并對(duì)其驗(yàn)證,結(jié)果表明改進(jìn)模型可以較準(zhǔn)確地反映電機(jī)的齒槽轉(zhuǎn)矩。
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U463.4

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本文編號(hào)：1207323