電動汽車用雙層永磁體內(nèi)置式永磁同步電機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)與試驗(yàn)研究.pdf

1、隨著環(huán)境污染與能源危機(jī)逐漸凸顯，環(huán)保、零污染的電動汽車受到越來越多的人青睞，而實(shí)現(xiàn)高功率密度驅(qū)動電機(jī)是制約電動汽車行業(yè)發(fā)展的一大難題。雙層永磁體內(nèi)置式永磁同步電機(jī)(Interior Permanent Magnet Synchronous Machine with Double-layer PMs, IPMSM-DPM)是一類利用轉(zhuǎn)子內(nèi)置雙層永磁體而改善功率密度的新型電機(jī)。本文以電動汽車用IPMSM-DPM為研究目標(biāo)，在掌握電機(jī)運(yùn)行機(jī)理

2、和轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)特征的基礎(chǔ)上，采用有限元方法對電機(jī)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，校驗(yàn)了最高轉(zhuǎn)速下的轉(zhuǎn)子機(jī)械強(qiáng)度，并對額定負(fù)載下的電機(jī)各部件溫度場分布進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算，加工制作了一臺試驗(yàn)樣機(jī)，展開了樣機(jī)試驗(yàn)以驗(yàn)證理論分析的有效性。本文研究所取得成果對電動汽車用驅(qū)動電機(jī)的發(fā)展具有較為重要的理論依據(jù)和工程應(yīng)用價值。本文主要研究工作及成果如下：
　　1.電機(jī)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)。詳細(xì)分析了內(nèi)置式永磁同步電機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；采用有限元軟件Ansoft Maxwell對轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)

3、進(jìn)行優(yōu)化，借助Toolkit對采用不同定子槽數(shù)的電機(jī)全工作區(qū)域下的鐵耗、銅耗、功率因數(shù)、轉(zhuǎn)矩脈動及效率進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算；并與單層永磁體轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)下的電機(jī)電感、輸出轉(zhuǎn)矩、損耗及效率進(jìn)行了對比分析，獲得了電機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。
　　2.轉(zhuǎn)子應(yīng)力校驗(yàn)。采用SolidWorks建立了IPMSM-DPM轉(zhuǎn)子模型，導(dǎo)入ANSYS Workbench中定義材料屬性，計(jì)算了最高轉(zhuǎn)速下轉(zhuǎn)子機(jī)械應(yīng)力分布，驗(yàn)證了轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì)的合理性。
　　3.磁熱耦合模型數(shù)