永磁外轉(zhuǎn)子爪極發(fā)電機的設(shè)計與分析.pdf

1、傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的電機，由于齒槽磁電效應(yīng)無法解耦、空間上相互競爭，限制了電機功率密度的提高，難以滿足人們對于高功率密度電機的要求。隨著汽車技術(shù)的發(fā)展、結(jié)構(gòu)的變化、用電設(shè)備的增加、整車性能的改善以及汽車電氣系統(tǒng)和電力電子技術(shù)的結(jié)合，汽車用發(fā)電機在結(jié)構(gòu)、性能和容量上發(fā)生了很大變化，現(xiàn)代汽車對其功率密度、可靠性、電氣性能、安裝尺寸等方面要求越來越高。除此之外，人們對汽車的使用性能關(guān)注也越來越多，特別對汽車的舒適性、安全性、燃油經(jīng)濟性以及環(huán)境保護等要求

2、越來越高。同時，汽車上的設(shè)備越來越多，汽車用電量快速增長，而由于汽車上設(shè)備的增加，汽車發(fā)電機所擁有的空間也越來越小。永磁外轉(zhuǎn)子爪極發(fā)電機具有體積小、結(jié)構(gòu)簡單、無刷、功率密度大、成本低等一系列優(yōu)點，受到人們的關(guān)注。永磁外轉(zhuǎn)子爪極發(fā)電機作為一種新型結(jié)構(gòu)電機，目前國內(nèi)外對該類電機的研究比較少，尚有許多問題存在。論文主要研究的是永磁外轉(zhuǎn)子爪極發(fā)電機的設(shè)計與分析方法以及研制樣機之后的測試，所做的工作主要包括以下幾個方面:
　　首先，在查閱國

3、內(nèi)外關(guān)于永磁外轉(zhuǎn)子爪極發(fā)電機的研究文獻的基礎(chǔ)上，分析永磁外轉(zhuǎn)子爪極發(fā)電機的結(jié)構(gòu)、運行原理、基本電磁關(guān)系以及主磁通和漏磁通的分布規(guī)律，建立了永磁外轉(zhuǎn)子爪極發(fā)電機的等效磁路和電路模型。
　　其次，現(xiàn)有的關(guān)于爪極電機的文獻中指出，爪極難以由硅鋼片疊壓制成，必須采用軟磁復(fù)合材料，而本課題組經(jīng)過長期摸索，找到了利用硅鋼片疊壓制成爪極的方法，突破了定子爪極由硅鋼片制作的工藝難關(guān)。
　　然后，利用Ansoft-14有限元軟件建立電機的整體

4、模型，對永磁外轉(zhuǎn)子爪極發(fā)電機的電機模型進行了電磁場分析，計算得到了電機模型在靜態(tài)場和瞬態(tài)場下的磁密波形、空載電動勢波形、磁鏈波形等。根據(jù)等效簡化條件，在有限元分析軟件中建立了簡化的電機2D模型，分析電機齒槽轉(zhuǎn)矩最優(yōu)情況下電機的尺寸，得到了利用改變極弧系數(shù)、改變爪極寬度以及定子爪極不等寬等三種不同的方法來減小齒槽轉(zhuǎn)矩，并在此基礎(chǔ)上建立了電機的3D模型，對電機的齒槽轉(zhuǎn)矩進行對比分析。
　　最后，研制出樣機，進行樣機實驗。在樣機上分別做