具有复合槽结构的新型车用轮毂电机电磁设计分析

发布时间：2020-08-13 10:12

【摘要】：电动汽车具有低碳、环保等优点,自十八届以来,电动汽车产业蓬勃发展,新能源汽车的销量在过去五年中迅速增长。轮毂电机的四个车轮可以单独控制,简化整车结构,具有调速范围宽、扭矩响应快,输出转矩大的优点,广泛应用于电动汽车。基于双边磁场调制原理对复合槽磁场调制电机进行电磁设计与分析。复合槽磁场调制电机在转子与定子内部都安装了永磁体,定子槽采用复合槽结构,有效谐波对的旋转速度和极对数相同,能够为电机贡献电磁转矩,提高电机的转矩密度。以磁性齿轮为例说明磁场调制效应的工作原理,并对磁性齿轮的气隙磁场进行了公式推导与谐波分析,为了验证谐波分析的正确性,对磁性齿轮进行了仿真实验,磁性齿轮的内、外层气隙径向磁密分布图、磁力线分布图与转矩转角曲线,仿真得到的数据与理论分析吻合。在此基础上,对复合槽磁场调制电机所采用的双边磁场调制原理进行了分析,得到了有效磁场谐波的分布情况。根据轮毂电机对尺寸以及动力的需求,初步设定了电机的部分结构参数。将磁路法和有限元法结合完成电机的电磁设计与分析,首先通过磁路法得到复合槽磁场调制电机的主要结构参数,再利用有限元分析软件完成电机的建模与分析,分析电机的结构参数对电机转矩密度的影响,修正电机的结构参数,再次利用磁路法进行计算,直到得到满足设计要求的结构参数。最后,得到电机的空载磁通密度分布图、空载反电势、负载磁力线分布图、额定转矩曲线、永磁体的磁化方向与电机转矩的关系曲线。采用参数化扫描法,分析电机的交、直轴电流对电机电感参数的影响。搭建实验平台,完成电机测试实验,结果表明,实验得到的空载反电势波形与仿真数据基本一致,电机在变负载情况下能够快速响应,平稳运行。
【学位授予单位】：华侨大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：U469.72;TM30
【图文】：

第一代丰田普锐斯

通用汽车公司的轮毂电机

米其林公司Activewheel轮毂电机

【参考文献】

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本文编号：2791865