鼠籠式異步電機(Squirrel Cage Induction Motor,SC-IM)具備結(jié)構(gòu)簡單、成本低、運行可靠、便于維護等優(yōu)點,已成為低速、低功率電動汽車(如高爾夫球車、警用巡邏車等)驅(qū)動電機的首選。但是電動汽車運行過程中的頻繁啟停與變速要求電機具有較高的瞬時功率密度與較大的過載能力,使得電機損耗與溫度迅速升高,從而導致運行可靠性的下降與壽命的縮短。因此研究如何降低SC-IM的運行損耗與溫度對于電機的優(yōu)化設(shè)計至關(guān)重要。本文以一臺4kW的SC-IM為研究樣機,對電機運行在電源電壓工況下的損耗與溫升等進行了分析和研究,并探討了定子槽主要尺寸參數(shù)對損耗及溫度的影響。在此基礎(chǔ)上,提出了對定子槽主要尺寸參數(shù)的優(yōu)化方案,通過仿真與實驗驗證了所提優(yōu)化方案的正確性,為電動汽車用SC-IM的電磁、溫度場優(yōu)化設(shè)計提供了理論與工程參考。首先根據(jù)所研究樣機的基本尺寸參數(shù)建立二維的電磁場模型,對電機中引起溫升的各類損耗進行分析,主要考慮定轉(zhuǎn)子銅耗與鐵心損耗,基于電磁場理論及損耗產(chǎn)生機理計算了電源電壓工況下電機的損耗分布,并分析電機內(nèi)磁力線分布及磁密隨時間的變化,確保模型建立與損耗計算的正確性。其次基于傳...

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 車用異步電機損耗計算研究概況
        1.2.1 鐵心損耗
        1.2.2 定轉(zhuǎn)子銅耗
        1.2.3 雜散損耗
    1.3 電機溫升計算研究現(xiàn)狀
    1.4 電機優(yōu)化研究現(xiàn)狀
    1.5 本文的主要研究內(nèi)容
2 車用鼠籠式異步電機損耗的分析
    2.1 異步電機鐵心損耗的分析與計算
        2.1.1 鐵心損耗的產(chǎn)生與分類
        2.1.2 鐵心損耗的計算方法
    2.2 異步電機銅耗的分析與計算
    2.3 電機的模型與仿真計算
        2.3.1 電機樣機概述與模型建立
        2.3.2 電機損耗仿真
    2.4 本章小結(jié)
3 鼠籠式異步電機溫度場的分析與計算
    3.1 電機內(nèi)的傳熱理論
        3.1.1 熱傳導定律
        3.1.2 熱對流定律
        3.1.3 熱輻射定律
    3.2 導熱微分方程及其邊界條件
    3.3 電機溫度場的參數(shù)計算
        3.3.1 產(chǎn)熱率的計算
        3.3.2 導熱系數(shù)的計算
        3.3.3 對流散熱系數(shù)的計算
    3.4 電機溫度場模型的計算與分析
        3.4.1 求解域的基本假設(shè)
        3.4.2 有限元模型的建立與結(jié)果分析
    3.5 本章小結(jié)
4 電動汽車用鼠籠式異步電機的結(jié)構(gòu)與溫度優(yōu)化
    4.1 不同定子槽尺寸對損耗與溫度的影響
    4.2 基于田口法的異步電機定子槽優(yōu)化
        4.2.1 田口法理論概述
        4.2.2 田口正交實驗設(shè)計
        4.2.3 參數(shù)變化對各性能指標影響所占比重
        4.2.4 結(jié)果分析
    4.3 電機優(yōu)化前后對比
        4.3.1 優(yōu)化前后性能對比
        4.3.2 優(yōu)化前后損耗對比
        4.3.3 優(yōu)化前后溫度對比
    4.4 本章小結(jié)
5 電動汽車用鼠籠式異步電機定子優(yōu)化方案的實驗驗證
    5.1 實驗條件
        5.1.1 樣機的制作
        5.1.2 實驗系統(tǒng)的連接
    5.2 電機的損耗分離實驗
    5.3 帶負載時的溫度實驗
    5.4 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
致謝
參考文獻
附錄



本文編號：3873828