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高密度无刷无感直流车窗电机设计

发布时间:2018-12-13 01:14
【摘要】:本文提出了一种外转子永磁无刷无感直流电机加谐波减速器相组合的汽车车窗玻璃升降器用驱动电机新形式,其相比于目前市场上用的永磁有刷直流电机加蜗轮蜗杆减速器的驱动方式,具有以下优点:(1)车窗电机的效率从70%提升到了83%;(2)无电刷结构,使电机运行噪音小,寿命长;(3)外转子电机结构与谐波减速机械结构相配合,大大精简了原有车窗电机组件,使玻璃升降驱动电机结构更加紧凑,由蜗杆蜗轮减速机构70%的传动效率提高到了90%以上。本文以绳轮式车窗玻璃升降器用的电机为研究对象,主要完成了以下工作:首先,玻璃升降器驱动电机总体方案设计及电机的基本性能指标的确定。通过对现有的绳轮式升降器的结构分析,并查阅相关车窗升降器的标准,对所要设计车窗电机进行工况分析,进而确定直流无刷车窗电机的传动方案,即电机配合谐波减速结构的减速传动方式。同时,计算得到电机的基本设计参数。其次,车窗电机主要机构尺寸计算及电磁场建模仿真。由之前确定的车窗电机的主要技术参数,计算得到电机的主要结构尺寸。用场路结合的方法初步确定了电机的电磁方案。完成了定转子结构的比较选择。并运用RMxprt模块对电机进行了建模以及对电机参数的计算优化。再次,车窗电机2D建模及性能仿真分析。运用Maxwell 2D模块对车窗电机建立二维模型,分析了直流无刷车窗电机的静态场和瞬态场。得出该电机静态与瞬态磁场分布均匀并且符合理论计算的结果。最后,车窗电机的工程设计与样机试制及测试。根据之前的结构尺寸计算,完成车窗电机的工程结构设计并测试样机性能。电机的结构工程设计主要完成的工作有:三维建模,工程出图,制定并安排加工方案流程,完成样机整机的组装。对样机所做的测试项目有:定子绕组测试,空载特性测试以及负载特性测试。从测试结果中验证了本文所设计直流无刷车窗电机设计方法和设计方案的可行性与合理性。
[Abstract]:In this paper, a new type of driving motor for window glass hoist is proposed, which is combined with external rotor permanent magnet brushless sensorless DC motor and harmonic reducer. Compared with the drive mode of permanent magnet brushless DC motor and worm gear worm reducer, it has the following advantages: (1) the efficiency of window motor has been raised from 70% to 83%; (2) the brushless structure makes the motor run less noise and longer life; (3) the structure of the outer rotor motor and the harmonic deceleration machine structure, greatly simplify the original window motor components, make the glass lift drive motor structure more compact, The transmission efficiency of 70% worm gear reducer has been increased to more than 90%. The main work of this paper is as follows: firstly, the overall scheme design of the glass hoist drive motor and the determination of the basic performance index of the motor. By analyzing the structure of the existing rope wheel hoist and referring to the standards of the related window hoist, the working conditions of the window motor to be designed are analyzed, and the transmission scheme of the DC brushless window motor is determined. That is, the motor with harmonic deceleration structure of the deceleration drive mode. At the same time, the basic design parameters of the motor are calculated. Secondly, the main mechanism dimension calculation and electromagnetic field modeling and simulation of window motor. According to the main technical parameters of the window motor, the main structural dimensions of the motor are calculated. The electromagnetic scheme of the motor is preliminarily determined by the method of combining field and circuit. The structure of stator and rotor is compared and selected. RMxprt module is used to model the motor and optimize the parameters of the motor. Thirdly, the vehicle window motor 2D modeling and performance simulation analysis. The 2D model of window motor is established by using Maxwell 2D module, and the static and transient fields of brushless window motor are analyzed. The static and transient magnetic field distribution of the motor are uniform and accord with the theoretical calculation results. Finally, the window motor engineering design and prototype trial production and testing. According to the previous structural size calculation, complete the engineering structure design of window motor and test the performance of the prototype. The main work of the structural engineering design of the motor is as follows: 3D modeling, engineering drawing, making and arranging the processing scheme flow, completing the assembly of the prototype machine. The test items of the prototype are stator winding test, no-load characteristic test and load characteristic test. The feasibility and rationality of the design method and design scheme of brushless window motor are verified from the test results.
【学位授予单位】:中国计量大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:U463.853

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本文编号:2375590

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