汽车用爪极式交流发电机的漏磁分析及结构优化

摘要

随着汽车领域的快速发展，人们对汽车的舒适性及节能环保性等提出了新的要求，因此提高汽车里发电机的效率显得越来越重要。爪机式交流发电机因其体积小、重量小等特点而被广泛应用于现代汽车里，但是现在汽车用爪机式交流发电机在使用时都存在效率偏小的问题。因此对爪机电机进行合理的优化设计显得很有必要。
　　 本文首先运用三维有限元方法对爪机发电机进行准确的电磁建模，并详细分析了爪极发电机里漏磁场的分布，对漏感进行了计算，并分析了气隙厚度、定子铁心有效长度、定子齿宽、转子内径、爪根部厚度这几个主要结构参数的变化对漏磁系数的影响;在对爪极电机的电磁分析的基础之上，以电机漏磁系数为目标，以对漏磁影响较大的几个主要结构参数为对象进行优化设计。在优化过程中需要进行大量的迭代运算，为了缩短计算时间、提高计算效率，本文引入了非参数建模的思想，在建立了高效的非参数模型基础上，本文结合混沌优化算法对爪极电机的结构参数进行了优化，将优化后的电机漏磁分布及漏磁系数与优化前的进行了对比验证，结果表明达到了降低发电机漏磁的目的。

目录

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摘要

第一章 绪论

1．1 汽车用发电机的现状及发展

1．2 汽车用交流发电机的研究现状

1．3 优化方法概述

1．3．1 传统优化方法

1．3．2 近代智能优化算法

1．4 本文主要研究内容及研究意义

1．4．1 本文主要研究内容

1．4．2 本文研究意义

第二章 电机电磁场有限元计算理论

2．1 电机电磁场的基本理论

2．1．1 麦克斯韦方程组

2．1．2 位函数及其微分方程

2．2 三维磁场有限元理论

2．2．1 概述

2．2．2 三维磁场中的有限元法

第三章 汽车用爪极发电机的空载漏磁分析

3．1 汽车用爪机发电机电磁模型的建立

3．2 有限元计算方法准确性的验证

3．3 汽车用爪极发电机空载漏磁分析

3．3．1 汽车用爪极发电机漏磁通概述

3．3．2 空载磁场漏磁分析

3．3．3 爪极发电机的漏感计算

3．3．4 发电机各结构参数对漏磁系数的影响

3．5 本章小结

第四章 汽车用爪极发电机的结构优化

4．1 概述

4．2 支持向量机(SVM)非参数建模

4．2．1 支持向量机概述

4．2．2 支持向量机回归建模过程中的参数选择

4．2．3 支持向量机回归建模在爪极发电机中的应用

4．3 混沌优化算法

4．3．1 走向混沌的道路

4．3．2 基于混沌理论的优化

4．4 汽车用爪极发电机的结构优化

4．4．1 基于SVM与Chaos的爪极发电机结构优化

4．4．2 优化结果分析

4．5 本章小结

总结与展望

致谢

参考文献