電動(dòng)汽車(chē)用永磁同步電機(jī)的設(shè)計(jì)及優(yōu)化.pdf

1、電動(dòng)汽車(chē)在中國(guó)得到許多政策的扶持，越來(lái)越受到大家的青睞。目前電動(dòng)汽車(chē)電機(jī)普遍選擇異步電機(jī)和永磁電機(jī)兩類(lèi)。日系車(chē)普遍采用永磁電機(jī)驅(qū)動(dòng)，而美系車(chē)以異步電機(jī)為主。本文的目標(biāo)是在考慮汽車(chē)動(dòng)力性能匹配的前提下，設(shè)計(jì)160kW電動(dòng)客車(chē)驅(qū)動(dòng)用永磁電機(jī)，并對(duì)電機(jī)方案進(jìn)行多方面的校核以驗(yàn)證其合理性。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴對(duì)電動(dòng)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)用永磁電機(jī)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展和研究現(xiàn)狀進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)研，對(duì)該類(lèi)型電機(jī)的性能要求、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行闡述。針對(duì)不同

2、性能要求的電機(jī)，總結(jié)出科學(xué)實(shí)用的電機(jī)設(shè)計(jì)流程，為永磁同步電機(jī)的設(shè)計(jì)及優(yōu)化奠定了良好的基礎(chǔ)。汽車(chē)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)的匹配對(duì)車(chē)輛行駛具有重要的意義。從理論公式和實(shí)際仿真結(jié)合的方式，闡述汽車(chē)動(dòng)力性能和驅(qū)動(dòng)電機(jī)的匹配原則，并結(jié)合項(xiàng)目需求，提出本文設(shè)計(jì)目標(biāo)。⑵介紹了基于電機(jī)電磁場(chǎng)有限元分析的Ansoft以及基于電機(jī)磁路法設(shè)計(jì)的Speed的電機(jī)設(shè)計(jì)過(guò)程，分析了電機(jī)的空載、額定、過(guò)載、弱磁性能。根據(jù)理論推導(dǎo)和實(shí)際計(jì)算，分析電機(jī)轉(zhuǎn)矩諧波的發(fā)生原理、定量計(jì)算電機(jī)

3、的電感參數(shù)并分析其對(duì)電機(jī)弱磁能力的影響。研究了多種的電機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。比如針對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)矩性能的優(yōu)化，重點(diǎn)研究了電機(jī)的斜槽和斜極工藝，并給出規(guī)律性的總結(jié)；針對(duì)氣隙磁密波形優(yōu)化的目標(biāo)，研究了轉(zhuǎn)子開(kāi)槽、極弧系數(shù)、轉(zhuǎn)子外圓偏心等工藝，并給出了規(guī)律性的結(jié)論；針對(duì)轉(zhuǎn)子沖片開(kāi)孔的工藝，研究了孔型尺寸和位置對(duì)電機(jī)性能的影響；針對(duì)電機(jī)短路過(guò)程中，短路電流對(duì)永磁體的去磁作用，在Ansoft中進(jìn)行了定量的計(jì)算。⑶針對(duì)電機(jī)的結(jié)構(gòu)方面，基于Workbench有限元

4、軟件也做了大量的工作。首先基于Maxwell張量法，定量計(jì)算了過(guò)載情況下轉(zhuǎn)子受到的的電磁力?；诖私Y(jié)果，利用Workbench靜力學(xué)仿真，計(jì)算在過(guò)載狀態(tài)下轉(zhuǎn)子的應(yīng)力分布，核算轉(zhuǎn)子的機(jī)械強(qiáng)度。針對(duì)傳統(tǒng)鐵耗模型的缺點(diǎn)，提出了一種改進(jìn)模型，提高其計(jì)算精度?；贛axwell損耗分析結(jié)果，利用Workbench二維溫度場(chǎng)仿真，計(jì)算電機(jī)溫升。根據(jù)實(shí)際溫升分布，設(shè)計(jì)實(shí)用的冷卻方法，分析其對(duì)電機(jī)的溫升影響。各類(lèi)校核結(jié)果表明，電機(jī)滿(mǎn)足短路退磁、機(jī)械強(qiáng)度