18-12極外轉(zhuǎn)子雙凸極永磁輪轂電機(jī)的設(shè)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(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，2015年全國汽車銷量約達(dá)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(jī)的主要原因。迫于環(huán)境保護(hù)和能源危機(jī)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(jī)研究領(lǐng)域主要技術(shù)之

2、一的輪轂電機(jī)技術(shù)，很有希望成為未來車用驅(qū)動的主力方向。
　　根據(jù)轉(zhuǎn)子型式的不同，輪轂電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)可分為內(nèi)轉(zhuǎn)子式和外轉(zhuǎn)子式兩種結(jié)構(gòu)。其中，外轉(zhuǎn)子式?jīng)]有減速裝置，電機(jī)的轉(zhuǎn)速與車輪轉(zhuǎn)速相同，最高轉(zhuǎn)速達(dá)到1000～1500r/min。內(nèi)轉(zhuǎn)子式通常配備有固定轉(zhuǎn)動比的減速器，電機(jī)的最高轉(zhuǎn)速可達(dá)到10000r/min，功率密度比較高。
　　本論文在結(jié)合汽車輪轂相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的前提下，查閱了大量文獻(xiàn)，設(shè)計出了一種性能優(yōu)越的外轉(zhuǎn)子18/12極雙凸極

3、永磁輪轂電機(jī)。雙凸極永磁電機(jī)是在開關(guān)磁阻電機(jī)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，它結(jié)合了開關(guān)磁阻電機(jī)和永磁電機(jī)的優(yōu)點，其特性與前兩種電機(jī)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(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢，其中重點介紹雙凸極永磁電機(jī)的研究現(xiàn)狀，并指出電機(jī)研究關(guān)鍵點，如定子繞組設(shè)計、轉(zhuǎn)動脈動抑制、弱磁控制。接著簡單闡述了開關(guān)磁阻電機(jī)的運行原理和數(shù)學(xué)模型，并在此基礎(chǔ)上重點介紹了雙凸極永磁電機(jī)的數(shù)學(xué)模

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