電動車用自減速永磁輪轂電機溫度場及其優(yōu)化設(shè)計研究.pdf

1、隨著能源短缺與環(huán)境污染問題的加劇，電動汽車逐漸受到越來越多的關(guān)注。輪轂驅(qū)動是電動汽車的先進驅(qū)動方式，研制高轉(zhuǎn)矩密度、高效率的輪轂電機具有重要的意義。基于此背景，本文研究了一種適用于電動汽車輪轂驅(qū)動的新型自減速永磁電機。它將磁齒輪與傳統(tǒng)高速內(nèi)轉(zhuǎn)子型永磁同步電機相結(jié)合，既具有磁齒輪免維護的優(yōu)點，又具有高速內(nèi)轉(zhuǎn)子型永磁同步電機體積小、重量輕的優(yōu)點，因此大大提高了轉(zhuǎn)矩密度，極具研究價值。
　　本文首先簡要介紹了該種電機的工作原理和拓撲結(jié)構(gòu)

2、，然后詳細分析了電機的磁場分布。在此基礎(chǔ)上，利用有限元法分析了該電機的特性，包括空載反電動勢、定位力矩、電感、穩(wěn)態(tài)電磁轉(zhuǎn)矩、損耗及端部效應等。分析結(jié)果既驗證了電機工作原理的正確性，也為后續(xù)的溫度場分析奠定了基礎(chǔ)。
　　通過軟件參數(shù)化分析工具，基于表征電機輸出轉(zhuǎn)矩能力、轉(zhuǎn)矩密度、成本和效率的四個指標，具體分析了永磁體寬度、永磁體厚度、定子齒寬度、定子齒身長度、定子軛部厚度等五個電機重要結(jié)構(gòu)參數(shù)對電機性能的影響。分析結(jié)果為之后的電機優(yōu)

3、化設(shè)計奠定了基礎(chǔ)。
　　針對傳統(tǒng)電機優(yōu)化方法的不足，提出將差分進化算法用于電機優(yōu)化設(shè)計。構(gòu)建電機優(yōu)化數(shù)學模型，介紹優(yōu)化流程，并將優(yōu)化結(jié)果與傳統(tǒng)優(yōu)化結(jié)果進行對比。結(jié)果證實優(yōu)化結(jié)果符合輪轂電機高轉(zhuǎn)矩密度、高效率、低成本的要求，進而驗證了將差分進化算法用于電機設(shè)計的可靠性。
　　輪轂電機集成度高，因此有必要進行電機溫度場研究，以校核電機性能，保證電機運行可靠性。本文將溫度場與電磁場進行耦合，通過迭代計算得到額定工況下的優(yōu)化電機和初