电动摩托车用轮毂电机设计及优化研究
发布时间：2021-08-27 05:42
空气污染和能源短缺是人类面临的共同问题,开发节能、环保的电动车是解决该问题的有效办法之一。两轮交通工具中,电动摩托车管理法规完善,同时电动摩托车又具有车速高、加速性好、爬坡能力强等优点,非常便于人们中短距离出行,所以得到国家的认可和广泛应用。轮毂电机作为电动摩托车的驱动部件,其性能的好坏直接决定了电动摩托车的整体性能。所以,开发一款性能有优势、成本较低的轮毂电机非常有意义。本课题结合企业项目开发需要,根据现有电动摩托车轮毂电机性能需要,本文首先对现有电机尺寸结构、性能特点及整车布局进行确认分析,从电机设计角度分析,明确电机结构设计的尺寸范围。同时结合电动车轮毂电机的绕组形式和极槽配合分析,确认了本次电机采用极槽配合方案为48极54槽,并以此展开电机结构和电磁参数的详细设计。其次,利用电磁仿真软件ANSOFT的RMxprt模块,建立本次电机的电磁模型,从磁路的角度初步确认了电机电磁设计是合理的。同时,利用该软件自带的参数化分析模块,展开电机的参数优化设计,最后确认本次电机的优化电磁方案。再次,利用ANSOFT软件Maxwell 2D仿真模块,展开对优化方案电机的静态场和瞬态场进行仿真分析...
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【图文】：
图１－１轮毂电机结构示意图??１．３轮毂电机国内外研究现状??
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【参考文献】：
期刊论文
[1]高功率密度电机三维温度场计算及导热优化研究[J]. 李立毅,张江鹏,闫海媛,于吉坤. 中国电机工程学报. 2016(13)
[2]汽车发电机温度场有限元分析与计算[J]. 石晶,魏丹,牟晓松. 微电机. 2015(05)
[3]减少齿槽转矩的无刷直流电机优化设计[J]. 张晓宇,王晓远. 微电机. 2013(01)
[4]基于改进遗传算法的微型电动车轮毂电机优化设计[J]. 陈齐平,舒红宇,任凯,陈里敏,陈博,谢安源. 中南大学学报(自然科学版). 2012(08)
[5]削弱永磁电机齿槽转矩的极宽调制方法与实验[J]. 安跃军,赵文强,薛丽萍,李勇. 电机与控制学报. 2011(10)
[6]稀土永磁电机永磁体尺寸的分析[J]. 王北社,齐智镝,王慧勇,段建旭. 东方电机. 2011(04)
[7]基于Ansoft软件设计分析内置式永磁同步电动机[J]. 王广生,黄守道,高剑. 微电机. 2011(02)
[8]稀土永磁同步电机设计制造中的控制要点[J]. 徐立超. 防爆电机. 2011(01)
[9]走向绿色和智能制造(二) 中国制造发展之路[J]. 路甬祥. 电气制造. 2010(05)
[10]内置式低速大转矩永磁轮毂电机的设计研究[J]. 宫海龙,柴凤,程树康. 微电机. 2010(02)
博士论文
[1]车用高功率密度永磁同步电机的研究[D]. 沈启平.沈阳工业大学 2012
硕士论文
[1]电动汽车用直驱式轮毂电机设计与优化[D]. 周汉秦.浙江大学 2018
[2]基于替代模型的永磁无刷直流电机多目标优化设计研究[D]. 任明旭.沈阳工业大学 2015
[3]直流无刷轮毂电机有限元建模与多场耦合分析[D]. 田宁宁.吉林大学 2014
[4]电动自行车用轮毂电机设计与分析[D]. 商丹丹.中国计量学院 2014
[5]基于场路结合的永磁同步电机分析与优化[D]. 王琇.浙江大学 2013
[6]电动自行车用轮毂电机设计及其特性研究[D]. 王殿明.哈尔滨工业大学 2011
[7]基于有限元的永磁无刷直流电机设计与性能分析[D]. 王长春.西南交通大学 2009
[8]分数槽集中绕组永磁同步电机参数化设计研究[D]. 刘伟.哈尔滨工业大学 2008
[9]无刷直流电动机优化设计和参数分析[D]. 陈中.合肥工业大学 2004
本文编号：3365768
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【图文】：
图１－１轮毂电机结构示意图??１．３轮毂电机国内外研究现状??
?第二章轮毂电机设计???轴?７｜｜｜?Ｐ＇、？??左端盖．．．．，■「—??图２－１轮毂电机结构示意图??２．２．１电机设计的理论分析??根据电机理论可以知道，与电磁特性关联的电机主要结构参数为：定子铁芯外径及??高度、转子内径及高度、极数与槽数、绕组、磁钢牌号及定、转子气隙值等。考虑到电??动摩托车轮毂电机的相似性同时为了方便电机设计时对经验参数的选择这里首先对现??有一款电动摩托车用的轮毂电机的主要参数进行统计汇总，具体如表２－２所示：??表２－２?—款电机的主要设计参数??￣ｉｉ??１?定子铁芯外径?ｍｍ?１９８．１??２?铁芯规格?／?ＤＷ３００??３?铁芯高度?ｍｍ?４０??４?极对数?对?２３??５?槽数槽?５１??６?绕组规格?／?００．５１ｘ１５－４??７?绕组形式?／?短矩集中式??８?转子内径?ｍｍ?２０５??９?磁钢规格?／?Ｎ３８Ｈ??磁钢尺寸（长Ｘ宽Ｘ??１０?ｍｍ?４０ｘ１３．６５ｘ３??高）??１１?气隙值?ｍｍ?０．４６??电机尺寸设计的理论计算公式如（２－６），一般引用电机常数ＣＡ进行表示，方便计??算和理解［２Ｑ］：??９??
?第二章轮毂电机设计???Ｂｓ——气隙磁密峰值，（Ｔ）；??一般《ｐ取值范围在０．７￣０．９之间。??电枢的绕组系数足＿由绕组的节距系数和绕组的分布系数决定，轮毂电机的绕组系??数一般在０．９５左右，所以该值与极弧系数％—样，变化范围较校??线负荷Ａ是电机设计中的一个主要参数，它的定义是电枢圆周单位长度上的安培导??体数，其计算公式如（２－１０）所示：??Ａ?＝?２ｍＮＩ＿?（２－１０）??７ｕＤ??式中，??Ｎ－一电枢绕组每相串联匝数；??Ｉ——电枢绕组相电流，（Ａ）；??Ａ?线负荷，（Ａ／ｍ）。??通过式（２－６）至（２－１０）的电机设计计算公式分析，可以确认轮毂电机的尺寸大??小主要取决于线负荷Ｘ和气隙磁密札的选择，而Ｘ和馬的大小选择不仅关系到电机尺??寸大小也会影响电机参数和工作性能等［２２］。一般情况下，尽可能选取高的Ｊ和馬值，??但是过高的数值选取又会对电机性能产生不利影响。对轮毂电机而言，馬的值一般差异??不大，线负荷Ｊ选择对电机温升的影响又比较大，考虑到目前已有轮毂电机温升特性在??合理范围，所以电机的设计优化集中在Ｚ）２Ｚｅ／的分配选择。??２．２．２电机结构布局设计??￡＞２４／的选择主要受限于电机的结构尺寸以及整车的布局，图２－２是现有电机装配图，??通过检讨发现，通过调整轴向尺寸提高Ｚｅ／的空间不大，可以考虑调整电机径向尺寸加??大乃的尺寸结构进行设计优化分析。??ＡＩ?｜?摇架?＾??——电机４??图２－２轮毂电机装配结构图??１１??
【参考文献】：
期刊论文
[1]高功率密度电机三维温度场计算及导热优化研究[J]. 李立毅,张江鹏,闫海媛,于吉坤. 中国电机工程学报. 2016(13)
[2]汽车发电机温度场有限元分析与计算[J]. 石晶,魏丹,牟晓松. 微电机. 2015(05)
[3]减少齿槽转矩的无刷直流电机优化设计[J]. 张晓宇,王晓远. 微电机. 2013(01)
[4]基于改进遗传算法的微型电动车轮毂电机优化设计[J]. 陈齐平,舒红宇,任凯,陈里敏,陈博,谢安源. 中南大学学报(自然科学版). 2012(08)
[5]削弱永磁电机齿槽转矩的极宽调制方法与实验[J]. 安跃军,赵文强,薛丽萍,李勇. 电机与控制学报. 2011(10)
[6]稀土永磁电机永磁体尺寸的分析[J]. 王北社,齐智镝,王慧勇,段建旭. 东方电机. 2011(04)
[7]基于Ansoft软件设计分析内置式永磁同步电动机[J]. 王广生,黄守道,高剑. 微电机. 2011(02)
[8]稀土永磁同步电机设计制造中的控制要点[J]. 徐立超. 防爆电机. 2011(01)
[9]走向绿色和智能制造(二) 中国制造发展之路[J]. 路甬祥. 电气制造. 2010(05)
[10]内置式低速大转矩永磁轮毂电机的设计研究[J]. 宫海龙,柴凤,程树康. 微电机. 2010(02)
博士论文
[1]车用高功率密度永磁同步电机的研究[D]. 沈启平.沈阳工业大学 2012
硕士论文
[1]电动汽车用直驱式轮毂电机设计与优化[D]. 周汉秦.浙江大学 2018
[2]基于替代模型的永磁无刷直流电机多目标优化设计研究[D]. 任明旭.沈阳工业大学 2015
[3]直流无刷轮毂电机有限元建模与多场耦合分析[D]. 田宁宁.吉林大学 2014
[4]电动自行车用轮毂电机设计与分析[D]. 商丹丹.中国计量学院 2014
[5]基于场路结合的永磁同步电机分析与优化[D]. 王琇.浙江大学 2013
[6]电动自行车用轮毂电机设计及其特性研究[D]. 王殿明.哈尔滨工业大学 2011
[7]基于有限元的永磁无刷直流电机设计与性能分析[D]. 王长春.西南交通大学 2009
[8]分数槽集中绕组永磁同步电机参数化设计研究[D]. 刘伟.哈尔滨工业大学 2008
[9]无刷直流电动机优化设计和参数分析[D]. 陈中.合肥工业大学 2004
本文编号：3365768
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