50kW电动汽车驱动用永磁辅助式同步磁阻电动机研究

发布时间：2017-09-05 01:07

  本文关键词：50kW电动汽车驱动用永磁辅助式同步磁阻电动机研究

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【摘要】：电动汽车驱动用稀土永磁同步电动机面临成本和安全性方面的挑战,为此,本文研究电动汽车驱动用集中绕组永磁辅助式同步磁阻电机(简称永磁磁阻电机)。与内置式永磁同步电动机不同的是,永磁磁阻电机与稀土永磁同步电动机具有相同的功率密度和效率,可采用铁氧体永磁材料,制造成本大幅降低,性价比高,不存在高速过压风险,高温时电机性能稳定,在电动汽车驱动领域有着良好的应用前景。本文首先介绍了电动汽车驱动电机的研究和发展现状,重点介绍了电动汽车驱动用永磁辅助式同步磁阻电机的研发状况。其次,研究了正负凸极转子结构优化并确定了分数槽集中绕组的极槽配合,在此基础上,对50k W电动汽车驱动用集中绕组永磁辅助式同步磁阻电机进行了电磁设计;同时还讨论了永磁磁阻电机的磁链补偿原理、d轴和q轴电磁参数的计算方法和电机磁路设计的一般步骤;并与分布绕组永磁磁阻电机和钕铁硼同步电机进行了比较;再次,由于电动汽车驱动电机运行环境比较恶劣,工况较复杂,本文还基于ANSYS Workbench仿真平台对电机各个工况温度场进行了仿真分析;探讨了温度场环境下不同工况电机的应力场分布,在ANSYS Simplorer软件中完成了带外接电路的场路联合仿真以及铁氧体的低温退磁仿真,进一步确保电机方案的可靠性。最后介绍了2.5k W永磁辅助式同步磁阻电动机样机的试制过程和现场实验,包括空载发电实验和负载发电实验等,并将实验结果与仿真结果进行了比较,验证了电机设计方案的合理性,对以后的研究有一定参考价值。
【关键词】：电动汽车 集中绕永磁辅助式同步磁阻电动机 电磁设计 多领域仿真 实验研究
【学位授予单位】：湖北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM352;U469.72
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第1章 绪论9-15
• 1.1 课题研究意义和目的9
• 1.2 电动汽车驱动电机发展现状9-11
• 1.3 永磁辅助磁阻电机发展与研究现状11-14
• 1.4 课题来源及研究内容14-15
• 第2章 集中绕组永磁辅助磁阻电机电磁设计研究15-35
• 2.1 集中绕组永磁辅助磁阻电机的转子结构研究16-21
• 2.1.1 两种结构型式的静态性能分析18-19
• 2.1.2 两种结构型式的瞬态性能分析19-21
• 2.2 集中绕组永磁辅助磁阻电机电磁参数计算21-27
• 2.2.1 解析法计算L_d、L_q21-23
• 2.2.2 场路结合法计算23-27
• 2.3 集中绕组永磁辅助磁阻电机电磁设计方法研究27-30
• 2.4 电机比较研究30-34
• 2.4.1 与钕铁硼电机比较30-32
• 2.4.2 与分布绕组永磁辅助磁阻电机比较32-34
• 2.5 本章小结34-35
• 第3章 集中绕组永磁辅助磁阻电机多领域场仿真研究35-49
• 3.1 集中绕组永磁辅助磁阻电机的温度场仿真36-40
• 3.1.1 电机温度场建模与仿真36-37
• 3.1.2 温度场仿真结果及分析37-40
• 3.2 集中绕组永磁辅助磁阻电机的应力分析40-43
• 3.3 集中绕组永磁辅助磁阻电机退磁仿真43-46
• 3.4 场路联合仿真46-48
• 3.5 本章小结48-49
• 第4章 样机试制与实验49-62
• 4.1 样机的电磁设计49-52
• 4.2 样机的试制过程52-58
• 4.3 样机的实验研究58-61
• 4.3.1 电机空载实验58-60
• 4.3.2 电机的负载特性测试60-61
• 4.4 本章小结61-62
• 第5章 全文总结62-64
• 参考文献64-68
• 致谢68-69
• 附录69

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本文编号：794908