五相容錯磁齒輪復(fù)合電機(jī)的設(shè)計(jì)與分析.pdf

1、目前，由于汽車的普及化而引起的全球變暖和能源危機(jī)的問題日益受到國內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注，電動汽車能夠減少溫室效應(yīng)和化石能源的使用而被認(rèn)為是解決上述問題的最佳方案。與此同時，在電動汽車中采用直驅(qū)系統(tǒng)是電機(jī)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。永磁電機(jī)因?yàn)槠浜唵蔚慕Y(jié)構(gòu)、較高的功率密度和效率的優(yōu)點(diǎn)極具吸引力。磁齒輪由于其具有較高的轉(zhuǎn)矩密度、較高的運(yùn)行效率、較小的機(jī)械噪音和優(yōu)秀的過載自保護(hù)等優(yōu)勢，具有代替機(jī)械齒輪的潛力。但是，由于磁齒輪系統(tǒng)結(jié)構(gòu)龐大，不適用于電動汽車領(lǐng)域。因

2、此，為了使磁齒輪更好的為電動汽車服務(wù)，磁齒輪復(fù)合電機(jī)進(jìn)入人們的視眼，通過將磁齒輪與外轉(zhuǎn)子永磁電機(jī)相結(jié)合，使磁齒輪內(nèi)轉(zhuǎn)子與外轉(zhuǎn)子永磁電機(jī)的轉(zhuǎn)子合二為一，減小了傳動系統(tǒng)的體積和重量。近年來，由于容錯永磁電機(jī)具有較高的容錯性能而吸引了越來越多的關(guān)注。容錯永磁電機(jī)的優(yōu)勢是在各相之間實(shí)現(xiàn)電磁、熱、物理的隔離。為了讓容錯電機(jī)具有較高的可靠性，大多數(shù)人都采用了單層集中繞組和多相結(jié)構(gòu)。即使如此，電機(jī)各相之間的電磁耦合仍然很多。經(jīng)過研究，對永磁電機(jī)極槽數(shù)

3、組合進(jìn)行優(yōu)化可以減少這樣的電磁耦合，提高電機(jī)的容錯性能。而與傳統(tǒng)的三相電機(jī)相比，多相電機(jī)由于其具有高的容錯性能和高可靠性而備受關(guān)注。
　　本文提出一種新型五相容錯磁齒輪復(fù)合電機(jī)來用于電動汽車，主要是將磁齒輪復(fù)合電機(jī)與容錯電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來，使得設(shè)計(jì)電機(jī)可以同時具有較高的轉(zhuǎn)矩密度和較高的可靠性的優(yōu)點(diǎn)。
　　論文主要研究了以下幾個方面:
　　1.通過解析法對磁齒輪的工作原理進(jìn)行分析與解釋，并通過有限元仿真對磁齒輪的工作原理

4、進(jìn)行了驗(yàn)證。
　　2.基于電機(jī)的設(shè)計(jì)原理，詳細(xì)的介紹了新型五相容錯磁齒輪復(fù)合電機(jī)的設(shè)計(jì)工程，并且對與電機(jī)中比較關(guān)鍵的因素進(jìn)行了優(yōu)化分析，包括電機(jī)的主要參數(shù)、繞組的選擇、極槽比的選擇、永磁體和定子齒寬的尺寸、磁齒輪極對數(shù)的選擇和磁齒輪與容錯電機(jī)復(fù)合時參數(shù)的選擇等方面。
　　3.通過有限元分析軟件Ansoft對所提出的新型五相容錯磁齒輪復(fù)合電機(jī)進(jìn)行了電磁仿真與結(jié)論分析，驗(yàn)證了設(shè)計(jì)的初衷。同時與已有文獻(xiàn)中提出磁齒輪復(fù)合電機(jī)和永磁容