18-12極外轉子雙凸極永磁輪轂電機的設計與分析.pdf

1、近年來，隨著人們生活水平的不斷提高，汽車需求量呈井噴式發(fā)展態(tài)勢。據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會的相關數(shù)據(jù)統(tǒng)計，2015年全國汽車銷量約達到2459.76萬臺。然而汽車工業(yè)發(fā)展與能源、環(huán)境之間的矛盾日益突出。傳統(tǒng)汽車主要以燃油汽車為主，其能源消耗直接造成環(huán)境污染，同時也是造成全球石油危機的主要原因。迫于環(huán)境保護和能源危機兩重壓力，各國政府、科研院校、汽車廠商不得不投入大量人力、財力研發(fā)新型高性能且零排放的環(huán)保電動汽車。而作為車用電機研究領域主要技術之

2、一的輪轂電機技術，很有希望成為未來車用驅動的主力方向。
　　根據(jù)轉子型式的不同，輪轂電機驅動系統(tǒng)可分為內轉子式和外轉子式兩種結構。其中，外轉子式?jīng)]有減速裝置，電機的轉速與車輪轉速相同，最高轉速達到1000～1500r/min。內轉子式通常配備有固定轉動比的減速器，電機的最高轉速可達到10000r/min，功率密度比較高。
　　本論文在結合汽車輪轂相關標準的前提下，查閱了大量文獻，設計出了一種性能優(yōu)越的外轉子18/12極雙凸極

3、永磁輪轂電機。雙凸極永磁電機是在開關磁阻電機的基礎上發(fā)展而來的，它結合了開關磁阻電機和永磁電機的優(yōu)點，其特性與前兩種電機相比，具有相對的優(yōu)越性和實用性，因此，具有廣闊的發(fā)展空間。
　　本文首先介紹了課題研究的背景以及車用電機的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢，其中重點介紹雙凸極永磁電機的研究現(xiàn)狀，并指出電機研究關鍵點，如定子繞組設計、轉動脈動抑制、弱磁控制。接著簡單闡述了開關磁阻電機的運行原理和數(shù)學模型，并在此基礎上重點介紹了雙凸極永磁電機的數(shù)學模

4、型和運行原理。然后以一款本田車型為例，介紹了電機額定數(shù)據(jù)的選擇、電機極數(shù)和相數(shù)選擇、定子尺寸選擇、轉子尺寸選擇、永磁體尺寸的選擇、電機各部分材料的選擇。接下來重點對電機的進行了有限元分析，主要是空載分析和負載分析?？蛰d分析主要包括磁力線分析、磁場強度分析、磁鏈分析。通過空載分析也驗證電機設計的合理性，還通過磁鏈還分析導出了驅動電路開關管的導通順序和導通區(qū)間。負載分析主要包括轉矩分析和機械特性分析，通過轉矩分析分析了減小轉矩脈動的方法。通