永磁無(wú)刷直流電機(jī)空載氣隙磁密的穩(wěn)健設(shè)計(jì)方法研究.pdf

1、永磁無(wú)刷直流電機(jī)與普通的電機(jī)相比，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、質(zhì)量輕、運(yùn)行可靠、體積小、效率高等優(yōu)點(diǎn)。在結(jié)構(gòu)上采用極槽匹配，減少定子槽數(shù)，提高電機(jī)的單位體積出力，是21世紀(jì)電機(jī)工業(yè)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)之一。
　　 永磁電機(jī)的感應(yīng)電勢(shì)和輸出轉(zhuǎn)矩在很大程度上取決于氣隙中的磁通密度分布。因此，本文采用有限元法建立輪轂式永磁無(wú)刷直流電機(jī)模型，對(duì)影響其空載氣隙磁密波形（波形畸變率的大小）的各個(gè)因素進(jìn)行數(shù)值模擬，通過(guò)析因設(shè)計(jì)，優(yōu)化設(shè)計(jì)及穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì)分析影響因素，

2、優(yōu)化空載氣隙磁密波形，最終降低了諧波損耗，提高了永磁電機(jī)的性能。
　　 本文的主要完成的工作如下：
　　 (1)對(duì)永磁無(wú)刷直流電機(jī)進(jìn)行穩(wěn)健性分析，確定永磁無(wú)刷直流電機(jī)中的輸入變量、輸出變量及噪聲因素。
　　 (2)設(shè)計(jì)永磁無(wú)刷直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)參數(shù)，然后通過(guò)析因設(shè)計(jì)，分析定子齒槽寬度、氣隙大小、磁極厚度、磁極寬度、定子內(nèi)徑、轉(zhuǎn)子外徑及永磁體材料七個(gè)因素對(duì)于空載氣隙磁密波形的影響，最后確定影響較大的三個(gè)因素：齒槽寬度、

3、氣隙大小、磁極厚度。
　　 (3)通過(guò)對(duì)齒槽寬度、氣隙大小和磁極厚度的單因素分析，獲得三個(gè)參數(shù)對(duì)于空載氣隙磁密波形質(zhì)量的影響程度。然后，通過(guò)試驗(yàn)法設(shè)計(jì)定子齒槽寬度、氣隙大小和磁極厚度三個(gè)變量，并分別采用極差分析法、一階響應(yīng)面法、二階響應(yīng)面法三種方法，建立了永磁無(wú)刷直流電機(jī)空載氣隙磁密模型，最后比較了三種模型的準(zhǔn)確性。
　　 (4)在以上的優(yōu)化設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，通過(guò)改變齒槽寬度、氣隙大小和磁極厚度的影響區(qū)間，對(duì)空載氣隙磁密波形進(jìn)