基于逆向工程的BSG电机的数值仿真技术研究

发布时间：2018-07-08 11:43

本文选题：BSG电机 + 性能测试　；参考：《辽宁工业大学》2016年硕士论文

【摘要】：汽车发电机是汽车电器系统的重要组成部分,不仅为汽车用电设备提供能源,并且为蓄电池充电。随着技术的进步,汽车的安全性和舒适性越来越高,汽车中的用电设备也随之不断增多,如信号装置(喇叭及各种信号灯等)广播、空调、启动装置等等,从而提高了汽车发电机性能的要求。微型混合动力-皮带传动式起动/发电一体机BSG拥有高效率、低噪声等优点,成为当下研究热潮。本文首先对某一进口BSG电机进行了电机性能测试,并运用逆向工程快速成型技术进行逆向建模,其次对电机模型进行了电磁分析和散热分析,从设计方法和工作机理上分析了该种电机的整体性能,为后续电机结构的优化提供了设计理论参考。通过逆向工程快速成型技术的使用,对国外产品国产化的实现,发电机研发周期的缩短,国内发电机制造技术水平的提高等具有重要的意义。本文主要研究内容如下:(1)对BSG电机进行了电机性能测试。主要包括起动性能、发电性能以及电机的冷态、热态性能测试等,并进行了相应的分析,为后续电机各项性能的仿真计算分析提供了对比验证根据。(2)对BSG电机进行逆向建模。利用逆向工程技术对某一进口BSG电机主要部件进行了逆向建模:首先应用Handyscan 3D扫描仪对电机各部件进行了点云数据的获取;通过使用专门的逆向软件Geomagic Studio对点云数据进行预处理,将BSG各部件实物模型的立体信息转换成了计算机能直接处理的高精度三维数字模型;利用CATIA完成BSG电机进逆向重构;通过精度检测,最后得到了满足要求的BSG电机重构模型。(3)对BSG电机模型进行电磁分析。通过有限元软件Ansoft的Rxmprt模块对借助逆向工程所建立的重构进行完善,建立了电磁分析模型,利用Maxwell模块对BSG电机做了电磁分析;通过与实验数据比较,验证了所做模拟的正确性;并利用Ansoft软件的Simplore模块,对电机整流系统进行仿真分析。从设计方法和工作机理上分析了该BSG电机的电磁性能,为后续电机结构的优化提供了设计理论参考。(4)对BSG电机模型进行散热分析。基于流体力学、传热学基本理论,考虑电机不同零部件热源的差异性以及电机运转时流体流场和温度场的复杂分布,采用有限体积数值计算方法,对该电机整机温度场进行了仿真计算。对电机内部零部件温度分布进行了分析研究,得到温度最高部件定子绕组温度分布图,通过与实验数据对比,计算误差在0.4%内,验证了所建数值模型和采用计算方法的准确性。该数值模拟方法为电机温度场分析提供了简捷高效的计算方法,从而提高了电机性能的优化效率、促进国外产品的国产化。(5)对BSG电机进行了结构优化。优化内容主要包括在BSG电机端盖室内设置了钢套结构,克服了普通轴承套高温高载荷下易变形造成轴承晃动的缺点,使得整个电机轴承可以稳定运行,从而延长了电机的使用寿命;在永磁体磁钢的固定位置设置了固定片,既解决了磁钢的固定稳定性差的问题,又对磁钢起到了一定的保护作用,使爪极发电机结构得到了改进优化,性能得到了提高。通过逆向技术与传统设计技术的结合,加快了机械产品的国产化进程。逆向技术以及数值仿真技术在汽车行业的广泛应用,对引进、消化、吸收国外产品的先进技术,国内发电机制造技术水平的提高等具有重要的意义。
[Abstract]:In this paper , the motor performance test of BSG motor is carried out by using the inverse engineering rapid prototyping technology . ( 4 ) Heat dissipation analysis of the BSG motor model is carried out . Based on the fluid mechanics and the basic theory of heat transfer , the temperature field of the motor is calculated by using finite volume numerical method .
【学位授予单位】：辽宁工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U463.631

【相似文献】