隨著輪轂電動汽車的發(fā)展,需要輪轂電機具有更高的功率密度和轉(zhuǎn)矩密度,但是隨之會帶來功率損耗過高等問題,使得電機溫升過高,電機整體過熱。電機溫度過高不僅會使得電機繞組絕緣層損壞、降低電機壽命,還會造成永磁體不可逆退磁,嚴(yán)重影響車輛的安全行駛性能。因此,正確計算分析輪轂電機驅(qū)動系統(tǒng)的溫度場分布、設(shè)計高效的冷卻結(jié)構(gòu)對延長輪轂電機的使用壽命、提高整車性能具有重要意義。（1）本文在總結(jié)了國內(nèi)外對輪轂電機熱性能分析和散熱結(jié)構(gòu)的研究現(xiàn)狀之后,以輕型車用的3.5kW外轉(zhuǎn)子永磁同步輪轂電機樣機為研究對象。首先運用Maxwell電磁場仿真軟件建立了輪轂電機電磁有限元模型,并將仿真得出的空載特性和負(fù)載特性與樣機的實際參數(shù)進行對比,驗證了所建的電磁場分析模型的正確性,為輪轂電機電磁損耗分析做準(zhǔn)備。（2）選擇了 8個經(jīng)典輪轂電機裝車運行工況,分析了電機各部件電磁損耗的具體數(shù)值和變化規(guī)律,為輪轂電機溫度場仿真分析提供較為準(zhǔn)確的熱源數(shù)據(jù)。（3）運用ANSYS瞬態(tài)溫度場仿真模塊分析了自然風(fēng)冷條件下額定工況和最高過載工況的輪轂電機溫度場特性。在保證計算精度的情況下,先對輪轂電機的定子槽繞組、絕緣層和定子硅鋼片等復(fù)雜結(jié)構(gòu)進... 

【文章來源】：浙江農(nóng)林大學(xué)浙江省

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRCT
1 緒論
    1.1 課題研究的背景和意義
    1.2 輪轂電動汽車國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.1 輪轂電機驅(qū)動技術(shù)國外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 輪轂電機驅(qū)動電動車國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀
    1.3 輪轂電機溫升與冷卻問題研究現(xiàn)狀
        1.3.1 輪轂電機損耗計算研究現(xiàn)狀
        1.3.2 輪轂電機溫升問題研究現(xiàn)狀
        1.3.3 輪轂電機散熱方式研究現(xiàn)狀
    1.4 本文主要研究內(nèi)容
    1.5 技術(shù)路線
    1.6 本章小結(jié)
2 輪毅電機電磁場相關(guān)特性分析
    2.1 電磁場基本理論
        2.1.1 電磁場的能量守恒定律
        2.1.2 麥克斯韋方程組
    2.2 輪毅電機電磁場有限元仿真分析
        2.2.1 輪轂電機電磁場有限元求解模型
        2.2.2 輪轂電機空載和負(fù)載磁場分布
        2.2.3 氣隙磁密大小
    2.3 輪轂電機空載特性分析
        2.3.1 空載齒槽轉(zhuǎn)矩
        2.3.2 空載反電動勢
    2.4 輪轂電機負(fù)載特性分析
        2.4.1 額定負(fù)載下的電磁力矩特性分析
    2.5 本章小結(jié)
3 輪轂電機損耗計算與特性分析
    3.1 定轉(zhuǎn)子鐵耗的計算
        3.1.1 定轉(zhuǎn)子鐵耗的計算理論
        3.1.2 定子與轉(zhuǎn)子鐵損耗的仿真計算
    3.2 繞組銅耗計算
        3.2.1 銅耗計算理論
        3.2.2 銅耗計算
    3.3 永磁體渦流損耗計算原理
        3.3.1 永磁渦流損耗仿真計算
    3.4 輪轂電機整體電磁損耗分布
    3.5 本章小結(jié)
4 輪轂電機溫度場分析
    4.1 仿真方法的選擇
    4.2 溫度場計算的數(shù)學(xué)模型
    4.3 輪轂電機各部件模型的簡化與導(dǎo)熱系數(shù)計算
        4.3.1 定子槽繞組模型的等效與簡化
        4.3.2 鐵芯疊片模型的等效與簡化處理
        4.3.3 輪轂電機其它部件的等效與簡化
    4.4 輪轂電機溫度場分析相關(guān)參數(shù)計算
        4.4.1 電機傳熱邊界條件
        4.4.2 定轉(zhuǎn)子氣隙散熱系數(shù)的確定
        4.4.3 電機內(nèi)部結(jié)構(gòu)表面散熱系數(shù)的確定
        4.4.4 電機機殼外表面散熱系數(shù)的確定
    4.5 自然風(fēng)冷條件下輪轂電機溫度場分析
        4.5.1 額定工況下電機溫度場仿真結(jié)果分析
        4.5.2 2.0過載倍數(shù)下輪轂電機溫度場分析
    4.6 輪轂電機溫升試驗
        4.6.1 試驗?zāi)康?br>        4.6.2 試驗設(shè)備
        4.6.3 試驗方案
        4.6.4 試驗數(shù)據(jù)及結(jié)果
    4.7 本章小結(jié)
5 輪轂電機冷卻結(jié)構(gòu)設(shè)計與分析
    5.1 輪轂電機水冷結(jié)構(gòu)的設(shè)計和冷卻介質(zhì)的選取
    5.2 不同冷卻流速對電機溫度場的影響
        5.2.1 輪轂電機額定工況下流場與溫度場耦合仿真計算
        5.2.2 冷卻狀態(tài)下輪轂電機2.0倍過載工況溫度場分析
    5.3 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻
個人簡介
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]探究高壓電機的溫升問題[J]. 陳柏旭.  機電元件. 2019(04)
[2]礦用皮帶機用直驅(qū)永磁電機冷卻系統(tǒng)研究[J]. 韋強,馮桂宏,張炳義.  機電工程. 2019(08)
[3]基于Maxwell的電動汽車輪轂電機電磁損耗特性分析[J]. 張琪,雷良育,劉國輝,胡峰,孫崇昆.  電機與控制應(yīng)用. 2019(08)
[4]航空發(fā)動機轉(zhuǎn)子試驗系統(tǒng)電機溫升研究[J]. 烏英嘎,陳國棟,王延君.  航空發(fā)動機. 2019(04)
[5]混合電動汽車用磁通切換型永磁電機冷卻結(jié)構(gòu)分析[J]. 陳明,陸增潔.  微電機. 2019(07)
[6]電機變頻運行時定子線圈溫升分析[J]. 王攀攀.  裝備制造技術(shù). 2019(07)
[7]高鐵永磁同步牽引電機熱設(shè)計技術(shù)研究與應(yīng)用[J]. 孫傳銘,楊金霞,吳江權(quán),李偉業(yè),侯聚微.  防爆電機. 2019(04)
[8]基于流固耦合的車用永磁同步電機水道設(shè)計與溫度場分析[J]. 王小飛,代穎,羅建.  電工技術(shù)學(xué)報. 2019(S1)
[9]基于MATLAB的直流電機特性測試[J]. 張琪,雷良育,劉國輝,胡峰,荊家寶,張強.  邵陽學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版). 2019(03)
[10]短時高過載永磁同步電機電磁熱研究[J]. 劉毓希,李立毅,曹繼偉,高欽和,孫曌續(xù).  電工技術(shù)學(xué)報. 2019(11)

博士論文
[1]電動汽車用永磁輪轂電機的設(shè)計研究[D]. 高鵬.天津大學(xué) 2015
[2]永磁同步電機鐵心損耗與暫態(tài)溫度場研究[D]. 張洪亮.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010

碩士論文
[1]高速感應(yīng)電機轉(zhuǎn)子渦流損耗及其溫升與電磁力研究[D]. 李偉.哈爾濱理工大學(xué) 2019
[2]電動汽車輪轂電機溫升與冷卻特性仿真研究[D]. 姚宏義.吉林大學(xué) 2018
[3]永磁同步輪轂電機損耗與磁熱耦合仿真分析[D]. 張勇.長安大學(xué) 2017
[4]純電動汽車驅(qū)動電機損耗計算及溫度特性分析[D]. 李曉藝.合肥工業(yè)大學(xué) 2017
[5]混合動力汽車動力耦合模塊電機定子溫度場分析與實驗驗證[D]. 張勇.合肥工業(yè)大學(xué) 2015
[6]純電動汽車驅(qū)動電機定子溫度場仿真與散熱優(yōu)化[D]. 胡俊明.合肥工業(yè)大學(xué) 2014
[7]永磁同步輪轂電機發(fā)熱及散熱問題的研究[D]. 梁培鑫.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
[8]直流無刷輪轂電機損耗與內(nèi)部溫度場有限元分析[D]. 李西云.吉林大學(xué) 2013
[9]異步牽引電機溫度場分析[D]. 夏正澤.北京交通大學(xué) 2008



本文編號：3637759