永磁外轉(zhuǎn)子爪極發(fā)電機(jī)的設(shè)計(jì)與分析.pdf

1、傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的電機(jī)，由于齒槽磁電效應(yīng)無(wú)法解耦、空間上相互競(jìng)爭(zhēng)，限制了電機(jī)功率密度的提高，難以滿足人們對(duì)于高功率密度電機(jī)的要求。隨著汽車(chē)技術(shù)的發(fā)展、結(jié)構(gòu)的變化、用電設(shè)備的增加、整車(chē)性能的改善以及汽車(chē)電氣系統(tǒng)和電力電子技術(shù)的結(jié)合，汽車(chē)用發(fā)電機(jī)在結(jié)構(gòu)、性能和容量上發(fā)生了很大變化，現(xiàn)代汽車(chē)對(duì)其功率密度、可靠性、電氣性能、安裝尺寸等方面要求越來(lái)越高。除此之外，人們對(duì)汽車(chē)的使用性能關(guān)注也越來(lái)越多，特別對(duì)汽車(chē)的舒適性、安全性、燃油經(jīng)濟(jì)性以及環(huán)境保護(hù)等要求

2、越來(lái)越高。同時(shí)，汽車(chē)上的設(shè)備越來(lái)越多，汽車(chē)用電量快速增長(zhǎng)，而由于汽車(chē)上設(shè)備的增加，汽車(chē)發(fā)電機(jī)所擁有的空間也越來(lái)越小。永磁外轉(zhuǎn)子爪極發(fā)電機(jī)具有體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、無(wú)刷、功率密度大、成本低等一系列優(yōu)點(diǎn)，受到人們的關(guān)注。永磁外轉(zhuǎn)子爪極發(fā)電機(jī)作為一種新型結(jié)構(gòu)電機(jī)，目前國(guó)內(nèi)外對(duì)該類(lèi)電機(jī)的研究比較少，尚有許多問(wèn)題存在。論文主要研究的是永磁外轉(zhuǎn)子爪極發(fā)電機(jī)的設(shè)計(jì)與分析方法以及研制樣機(jī)之后的測(cè)試，所做的工作主要包括以下幾個(gè)方面:
　　首先，在查閱國(guó)

3、內(nèi)外關(guān)于永磁外轉(zhuǎn)子爪極發(fā)電機(jī)的研究文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，分析永磁外轉(zhuǎn)子爪極發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)、運(yùn)行原理、基本電磁關(guān)系以及主磁通和漏磁通的分布規(guī)律，建立了永磁外轉(zhuǎn)子爪極發(fā)電機(jī)的等效磁路和電路模型。
　　其次，現(xiàn)有的關(guān)于爪極電機(jī)的文獻(xiàn)中指出，爪極難以由硅鋼片疊壓制成，必須采用軟磁復(fù)合材料，而本課題組經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期摸索，找到了利用硅鋼片疊壓制成爪極的方法，突破了定子爪極由硅鋼片制作的工藝難關(guān)。
　　然后，利用Ansoft-14有限元軟件建立電機(jī)的整體

4、模型，對(duì)永磁外轉(zhuǎn)子爪極發(fā)電機(jī)的電機(jī)模型進(jìn)行了電磁場(chǎng)分析，計(jì)算得到了電機(jī)模型在靜態(tài)場(chǎng)和瞬態(tài)場(chǎng)下的磁密波形、空載電動(dòng)勢(shì)波形、磁鏈波形等。根據(jù)等效簡(jiǎn)化條件，在有限元分析軟件中建立了簡(jiǎn)化的電機(jī)2D模型，分析電機(jī)齒槽轉(zhuǎn)矩最優(yōu)情況下電機(jī)的尺寸，得到了利用改變極弧系數(shù)、改變爪極寬度以及定子爪極不等寬等三種不同的方法來(lái)減小齒槽轉(zhuǎn)矩，并在此基礎(chǔ)上建立了電機(jī)的3D模型，對(duì)電機(jī)的齒槽轉(zhuǎn)矩進(jìn)行對(duì)比分析。
　　最后，研制出樣機(jī)，進(jìn)行樣機(jī)實(shí)驗(yàn)。在樣機(jī)上分別做