电动汽车用高功率密度永磁同步电机优化设计

摘要

传统的汽车主要使用的是化石燃料,化石燃料在燃烧后产生的废气是大气污染的主要来源。世界各国都在为解决空气污染问题进行研究,其中以电动汽车(EV)替代传统的燃油汽车是重要的研究方向之一。驱动电机作为电动汽车的动力源泉,成为电动汽车技术研究的重要内容之一。
　　电动汽车用驱动电机需要具有高功率密度、高输出转矩、高效率、调速性能好等特点,永磁同步电机完全可以满足这些条件,因此目前世界各国把永磁同步电机应用于电动汽车上作为研究的主要内容。
　　本文首先对转子结构不同的永磁同步电机的性能做了初步的比较。综合比较结果,选择了磁钢内置式转子结构的永磁同步电机作为进一步分析的对象。然后介绍了有限元分析方法,为下一步利用有限元分析软件仿真提供理论依据。
　　依据电动汽车对驱动电机性能的需求,综合考虑永磁同步电机的性能特点,利用传统的计算方法确定绕组型式、极槽配合、转子结构、电磁负荷等,并通过磁路计算方法初步验证了电机的性能。然后利用有限元软件对磁钢结构不同内置式转子结构的电机模型进行仿真,得到有限元计算结果。
　　根据对不同内置式转子结构电机的仿真分析,选择“V”型转子结构进一步分析。电机其他参数保持不变,利用有限元分析软件分析改变“V”型转子结构的隔磁桥的宽度对电机性能的影响,最终得到一个合理的设计方案。最后对样机进行了实验测试,测试结果与计算结果差距较小,说明分析和计算结果的正确性。

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第一章 绪论

1.1课题研究的背景及意义

1.2电动汽车用驱动电机种类

1.3国内外电动汽车及电动汽车用电机研究现状

1.4本课题的主要研究内容

第二章 永磁同步电机结构及数值计算

2.1永磁同步电机转子磁路结构

2.2永磁同步电机磁路计算

2.3永磁同步电机电磁场数值计算

第三章 电动汽车用永磁同步电机的数学模型及结构参数确定

3.1永磁同步电机数学模型

3.2电机结构的整体设计

第四章 不同磁钢内置式转子结构的永磁同步电机性能对比分析

4.1电磁场基本原理与有限元分析软件简介

4.2不同结构内置式永磁同步电机性能对比分析

第五章 “V”型转子结构的优化与实验结果分析

5.1 “V”型转子结构优化

5.2电机的瞬态场的仿真分析

5.3样机实验

第六章 总结与展望

6.1全文总结

6.2工作展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

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