永磁行星齿轮电机设计及有限元分析

发布时间：2020-12-18 18:13

　　本文针对智能机电系统所需的动力驱动系统,以节能与智能化为研究目的,设计出高性能的永磁行星齿轮电机,以提升运输动力系统输出功率。整体创新设计与非接触式电机传动概念除了可应用在电动汽车,也可拓展应用到机械臂、无人搬运车等行业。本文从永磁行星齿轮电机的参数优化设计角度,对其槽半径、定子槽宽、定子极靴的厚度、定子线圈匝数、定子外径详细分析,获得了优化后的磁齿轮传动机构参数,并根据根据有限元分析得出磁场分布,得出磁场合理性分析。最后加工永磁行星齿轮电机的样机,实验得出传递转矩性能。通过仿真结果和测量结果对比后,说明优化后的永磁行星齿轮电机的磁路是正确的,转矩满足设计要求,该类永磁行星齿轮电机为有效降低运输用动力系统体积与重量,提高续航能力提供了参考和应用价值。 

【文章来源】：微电机. 2020年07期 北大核心

【文章页数】：4 页

【部分图文】：

仿真值和测量值转矩对比

本文设计的永磁行星齿轮电机用于电动汽车试验样机驱动系统,永磁行星齿轮的设计要求和主要设计参数如表 1 所示。图1显示了永磁行星齿轮电机的电磁场求解域模型,该模型主要由4个主要组件组成,即定子,转子(永磁外齿圈),永磁太阳齿轮,永磁行星齿轮。电磁场分析主要针对上述部件进行参数的优化。表1 永磁行星齿轮电机几何参数 参数 参数值 定子槽数 36 定子内径/mm 70.6 定子外径/mm 100 永磁体材料 NeFe35 线圈匝数 50 线径/mm 1.02 气隙/mm 0.6 永磁太阳轮极对数(对) 6 永磁行星轮极对数(对) 3 永磁外转子极对数(对) 24 永磁内齿极对数(对) 12 跨槽距 6 匝数(匝) 60 永磁体厚度/mm 13

从图2(a)可以看出,当磁极角α为60°时,极靴厚度dm为1.30mm,传递转矩F达到最大值,并由此看出磁极角变化对气隙磁通密度的影响,相应的关系曲线如图2(b)所示。从图2(b)可以看出,磁极角α在60°对应极靴下的气隙磁通密度在永磁轮和行星轮之间呈现的周期变化趋势,峰值达到了 1.0T。1.2 槽宽优化对磁通密度的影响

【参考文献】：
期刊论文
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[2]电动汽车用混合励磁场调制电机设计研究[J]. 骆继明,孔婉琦,张洋,黄全振,黄明明.  电气传动. 2019(06)
[3]永磁复合电机直驱游梁式抽油机的应用[J]. 龚宇,周和平,胡松华,邹正辉,江建中,林祥生,章华敏,承长清.  石油学报. 2018(08)



本文编号：2924380