模块化轮毂电机关键技术的研究

发布时间：2023-08-30 01:53

　　轮毂电机具有结构紧凑、动态响应快、驱动效率高、车辆操控性好等优点,适用于纯电动汽车的驱动行驶。在新能源汽车电动化、轻量化、智能化的背景下,轮毂电机受到企业和科研学者的青睐。电动车辆对轮毂电机的可靠性有着严格要求,为实现轮毂电机的故障容错运行,一个有效的途径是使电机结构模块化。本文对电动车辆用多单元模块化轮毂电机的多物理场进行研究,所做的工作有:首先,分析模块化轮毂电机的基本工作原理,完成模块化轮毂电机的电磁设计。本文对常见几种分数槽集中绕组进行磁动势分析,结合有限元仿真比较单元电机使用不同极槽配合绕组的特性,选择合适的极槽配合。利用磁路法计算电机空载时的气隙磁场和空载反电势,以及电机负载时的电磁转矩,利用有限元仿真验证解析计算的准确性。其次,研究模块化轮毂电机的故障容错策略。分析轮毂电机开路故障时的电磁特性,推导采取磁动势补偿策略时开路故障模块剩余两相绕组的容错电流,就开路故障容错时的各模块转矩分配问题上,提出三种原则:转矩均分原则、电流相等原则、铜耗最小原则,并比较不同原则对容错性能的影响。分析轮毂电机短路故障时的电磁特性,推导采取磁动势补偿和电磁功率补偿策略时短路故障模块剩余两相绕...

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究的目的和意义
    1.2 轮毂电机相关技术的研究现状
        1.2.1 轮毂电机结构设计的研究现状
        1.2.2 模块化轮毂电机与容错技术的研究现状
        1.2.3 电机电磁振动的研究现状
        1.2.4 电机温度场的研究现状
    1.3 本文的主要研究内容
第2章 模块化轮毂电机的电磁设计
    2.1 引言
    2.2 模块化轮毂电机的结构及原理
    2.3 单元电机的极槽配合选择
        2.3.1 极槽配合的磁动势分析
        2.3.2 不同极槽配合下电机性能比较
    2.4 模块化轮毂电机的电磁特性分析
        2.4.1 空载特性分析
        2.4.2 负载特性分析
    2.5 本章小结
第3章 模块化轮毂电机的故障容错策略研究
    3.1 引言
    3.2 开路故障及其容错策略
        3.2.1 开路故障特性分析
        3.2.2 开路故障容错策略
    3.3 短路故障及其容错策略
        3.3.1 短路故障特性分析
        3.3.2 基于磁动势补偿的短路容错策略
        3.3.3 基于电磁功率补偿的短路容错策略
    3.4 本章小结
第4章 模块化轮毂电机的电磁振动研究
    4.1 引言
    4.2 模块化轮毂电机的电磁振动分析过程
    4.3 模块化轮毂电机定子系统的模态分析
        4.3.1 定子系统的建模
        4.3.2 定子系统的模态分析
    4.4 正常工作时的振动特性分析
        4.4.1 气隙电磁力分析
        4.4.2 电磁振动特性分析
    4.5 开路故障及容错时的振动特性分析
        4.5.1 气隙电磁力分析
        4.5.2 电磁振动特性分析
    4.6 短路故障及容错时的振动特性分析
        4.6.1 气隙电磁力分析
        4.6.2 电磁振动特性分析
    4.7 本章小结
第5章 模块化轮毂电机的温度场研究
    5.1 引言
    5.2 模块化轮毂电机温度场模型的建立
        5.2.1 绕组等效模型
        5.2.2 气隙的等效导热系数计算
        5.2.3 表面传热系数的计算
        5.2.4 模块化轮毂电机的温度场模型
    5.3 模块化轮毂电机的温升特性分析
        5.3.1 正常工作时温升特性分析
        5.3.2 开路故障及容错时温升特性分析
        5.3.3 短路故障及容错时温升特性分析
    5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢



本文编号：3844702