永磁無刷直流電機空載氣隙磁密的穩(wěn)健設(shè)計方法研究.pdf

1、永磁無刷直流電機與普通的電機相比，具有結(jié)構(gòu)簡單、質(zhì)量輕、運行可靠、體積小、效率高等優(yōu)點。在結(jié)構(gòu)上采用極槽匹配，減少定子槽數(shù)，提高電機的單位體積出力，是21世紀(jì)電機工業(yè)技術(shù)發(fā)展趨勢之一。
　　 永磁電機的感應(yīng)電勢和輸出轉(zhuǎn)矩在很大程度上取決于氣隙中的磁通密度分布。因此，本文采用有限元法建立輪轂式永磁無刷直流電機模型，對影響其空載氣隙磁密波形（波形畸變率的大?。┑母鱾€因素進(jìn)行數(shù)值模擬，通過析因設(shè)計，優(yōu)化設(shè)計及穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計分析影響因素，

2、優(yōu)化空載氣隙磁密波形，最終降低了諧波損耗，提高了永磁電機的性能。
　　 本文的主要完成的工作如下：
　　 (1)對永磁無刷直流電機進(jìn)行穩(wěn)健性分析，確定永磁無刷直流電機中的輸入變量、輸出變量及噪聲因素。
　　 (2)設(shè)計永磁無刷直流電機的結(jié)構(gòu)參數(shù)，然后通過析因設(shè)計，分析定子齒槽寬度、氣隙大小、磁極厚度、磁極寬度、定子內(nèi)徑、轉(zhuǎn)子外徑及永磁體材料七個因素對于空載氣隙磁密波形的影響，最后確定影響較大的三個因素：齒槽寬度、

3、氣隙大小、磁極厚度。
　　 (3)通過對齒槽寬度、氣隙大小和磁極厚度的單因素分析，獲得三個參數(shù)對于空載氣隙磁密波形質(zhì)量的影響程度。然后，通過試驗法設(shè)計定子齒槽寬度、氣隙大小和磁極厚度三個變量，并分別采用極差分析法、一階響應(yīng)面法、二階響應(yīng)面法三種方法，建立了永磁無刷直流電機空載氣隙磁密模型，最后比較了三種模型的準(zhǔn)確性。
　　 (4)在以上的優(yōu)化設(shè)計基礎(chǔ)上，通過改變齒槽寬度、氣隙大小和磁極厚度的影響區(qū)間，對空載氣隙磁密波形進(jìn)