随着时代的发展和人们环保意识的日益提高,很多汽车企业都将用电动机取代内燃机,因此汽车的电气化是一种潮流趋势。各类电机电能的消耗在全世界能源消耗中占很大比重,为响应并实施国家的节能减排与产业节能计划,高密度永磁电机成为新型能源电动汽车的主要动力系统,优化电机的能效与产业升级成为国内外学者研究的热点之一。永磁电机具有体积小、质量轻、控制精度高,转矩密度大,转矩平稳性能优良和电机工作时的噪声比较小等优点,同时永磁电机因为其永磁磁路结构使得其弱磁性能强,增加了电机的调速范围,因此对电动汽车选择永磁电机作为原动力奠定一定基础。永磁电机可以在不需要外部能量来维持其磁场,但很难从外部调节控制电压和相关的功率因数,因此永磁电机的调速就不能用改变励磁的形式实现,永磁电机因其稀土永磁价格昂贵还存在成本的问题,同时对工作环境的温度要求比较严格,当温度过于一定温度的时候,会有不可逆的危险和失效,同时因电机在工作时产生的震动以及温度的难以控制还会导致断裂,因此对表面材料的涂料要求也相当高。主流新能源汽车要求优化电机控制系统的效率,如提升电机的效率,相关部件的温度估计以及设计,同时还要求永磁电机具有较高的安全性,较高的EMC等级,高压化,较高的功率密度以及集成化和定制化电机的相关器件,而电机各部件的性能之间不仅可以相互促进,还会相互冲突,相互约束,使得永磁电机很难实现手动优化设计。粒子群算法(PSO)是一种高效的计算方法,粒子群算法有着简单易实现,不用调整很多参数等优点。电机的优化设计就是一种寻优电机的相关参数,因为其过程繁琐复杂,传统的算法很难满足全局最优,为了让永磁电机效率更高,成本更低,本论文通过粒子群算法优化设计高密度永磁电机,自我寻优相关参数,使得永磁电机在不超过额定电压的情况下,转矩得到一定增大,温度也得到一定降低。本文主要对高密度永磁电机的结构和关键参数进行设计及优化,并进行以下方面研究:1.国内外永磁电机优化与设计科研现状以及未来发展走向介绍;分析一种改进粒子群优化算法(PSO),凭借这种粒子群算法优化永磁电机关键参数;2.对电动汽车车用永磁电机设计理论进行研究与分析,建立永磁电机数学模型,为车用永磁电机的优化做准备;3.以永磁电机的关键尺寸(电机的电枢(定子)内径、铁芯的有效长度等)作为优化变量,通过约束条件设置以及优化变量的取值范围进行选择有效的优化变量,建立关于电磁转矩计算公式以及关键部位温升的计算公式作为目标函数,随后对多目标函数进行了优化。通过改进型粒子群优化算法在电动汽车车用永磁电机优化设计,得到一种满足电机关键部位温升条件下的最大转矩的优化设计方法。4.通过大量实验课题探究,根据样机相关参数,通过Anasoft Maxwell和Motor CAD仿真得到一系列参数的仿真图,再用Anasoft Maxwell和Motor CAD将优化后得到的相关参数进行仿真,对比样机参数的仿真图,从而说明电机参数得以优化以及算法在电机优化中应用的实用性。
【学位单位】：安庆师范大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TP18;TM351
【部分图文】：
初始化每个粒；最好位置 pBest ，如果新位置gBest 与每个粒子适前位置；个粒子不断更新自己速度设置一个确定的进化代数用粒子群优化算法进行优优化问题不能直接应用粒
磁场的波形系数和绕组系数，电机的电转矩，电枢内径在永磁电机的性能起着关键的作用高密度永磁电机的定转子主要尺寸与温升的的电机温升理论，建立热模型，设永磁电机定子的外齿根部直径分别表示为osD 和tsD ，那么定子的齿高 = =22ostsjstsishsDDhDDh的定子结构如下图所示：
样机磁密分布图
【参考文献】
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本文编号：
2858054
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