电动汽车用开关磁阻电机分析与设计研究

发布时间：2017-08-25 19:22

  本文关键词：电动汽车用开关磁阻电机分析与设计研究

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【摘要】：SRM为一类根据最小磁阻原理工作的磁阻式电机。它拥有结构简单、工作可靠、耐高温、调速范围宽、启动转矩大及效率高等优点,将在电动汽车驱动领域具有广阔的应用前景。本文以电动汽车驱动用SRM为研究对象,主要研究内容及取得成果如下:1.基本结构与工作原理分析。详细分析了SRM的结构特点与组成。结合其机电能量转换过程,对SRM的工作原理进行了深入分析,并建立了数学分析模型。2.开关磁阻电机电磁设计。对SRM参数进行了设计,计算了主要结构参数,确定了电磁设计方案,并对其进行了校验。3.电磁特性有限元仿真研究。基于ANSYS Maxwell有限元分析软件,利用RMxprt模块建立了2D有限元仿真模型,获得了SRM瞬态时磁场的分布规律,并对其主要电磁特性进行了分析。4.三维磁-热耦合仿真分析。借助Solidworks与ANSYS Maxwell软件联合建立了SRM三维有限元仿真模型,利用ANSYS Workbench平台,以电机损耗为热源,仿真并获得了SRM在额定状态下的温度场分布情况,为其可靠运行提供了理论依据。
【关键词】：电动汽车 开关磁阻电机 电磁设计 温度场 Maxwell
【学位授予单位】：江西理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM352;U469.72
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 绪论8-16
• 1.1 课题研究目的和意义8
• 1.2 国内外电动汽车研究概况8-10
• 1.2.1 国外电动汽车研究概况9
• 1.2.2 国内电动汽车研究概况9-10
• 1.3 电动汽车常用电机及驱动系统比较10-14
• 1.3.1 电动汽车常用电机及驱动系统比较10-11
• 1.3.2 开关磁阻电机研究现状11-12
• 1.3.3 开关磁阻电机研究热点12-13
• 1.3.4 发展趋势13-14
• 1.4 本文研究思路和内容安排14-16
• 1.4.1 研究内容14
• 1.4.2 章节安排14-16
• 第二章 开关磁阻电机基本理论分析16-27
• 2.1 SRM结构与工作原理16-20
• 2.1.1 开关磁阻电机结构16-17
• 2.1.2 开关磁阻电机工作原理17-20
• 2.2 SRM机电能量转换过程20-22
• 2.3 SRM的数学模型22-26
• 2.3.1 SRM基本方程22-23
• 2.3.2 线性模型23-26
• 2.4 本章小结26-27
• 第三章 开关磁阻电机电磁设计27-32
• 3.1 电磁参数设计27
• 3.2 主要尺寸参数的选定27-28
• 3.3 主要结构参数确定28-31
• 3.3.1 绕组端电压28-29
• 3.3.2 气隙29
• 3.3.3 转子轭高29
• 3.3.4 轴径29
• 3.3.5 定子轭高29-30
• 3.3.6 定子槽深30
• 3.3.7 每相绕组串联匝数30
• 3.3.8 电流密度和槽满率30
• 3.3.9 实际参数选择30-31
• 3.4 本章小结31-32
• 第四章 开关磁阻电机有限元仿真研究32-46
• 4.1 电磁场基本理论32-35
• 4.1.1 麦克斯韦方程32-33
• 4.1.2 位函数与微分方程33-34
• 4.1.3 电磁场中的边界条件34-35
• 4.2 ANSYS Maxwell介绍35-36
• 4.3 有限元仿真研究36-45
• 4.3.1 有限元仿真模型36-40
• 4.3.2 瞬态磁场分析40-45
• 4.4 本章小结45-46
• 第五章 开关磁阻电机温度场分析46-57
• 5.1 多物理场耦合分析46-48
• 5.2 电机模型与基本方程48-50
• 5.2.1 电机结构模型48
• 5.2.2 电磁场求解模型48-49
• 5.2.3 温度场求解模型49-50
• 5.2.4 导热系数的确定50
• 5.3 热源的求取50-52
• 5.3.1 主要热源参数51
• 5.3.2 铁心损耗51-52
• 5.3.3 电枢绕组铜耗52
• 5.4 三维温度场仿真分析52-56
• 5.4.1 ANSYS Workbench仿真模型建立52-55
• 5.4.2 仿真结果分析55-56
• 5.5 本章小结56-57
• 第六章 总结与展望57-59
• 6.1 课题总结57
• 6.2 课题展望57-59
• 参考文献59-62
• 致谢62-63
• 攻读学位期间的研究成果63-64

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