燃料電池汽車用空氣壓縮機電機

1、上海大學(xué)碩士學(xué)位論文燃料電池汽車用空氣壓縮機電 機上海大學(xué)機電工程與自 動化學(xué)院自 動化系 顧興寶電動車輛是公認的 清潔有效的城市交通工具。它集光、電、化學(xué)科學(xué)的最新技術(shù)于一體，是車輛、電 子驅(qū)動系統(tǒng)、 化學(xué)電 源、 計算機、新能源、 新材料等工程技術(shù)中最新成果的集成產(chǎn)物。 在各種車輛驅(qū)動系統(tǒng)中， 就電 動車輛在環(huán)保領(lǐng)域內(nèi)的競爭力而言， 撼料電 池系統(tǒng)及其技術(shù)具有很大的發(fā)展?jié)摿Α?在其關(guān)鍵技術(shù): 燃料電 池技術(shù)和動力電 子驅(qū)動技術(shù)方面，

2、目 前開發(fā)的方向 主要是高 功率密度、 輕t化、高可靠性和低成本的 燃料電 池系統(tǒng)。燃料電 池系統(tǒng)的關(guān)鍵控制部件是空氣壓縮機， 這是除嫌料電池之外的最昂 貴的 部件。 本文介紹的是為美國 E c o s t a r 電 子驅(qū)動系統(tǒng)公司 研制的、用于驅(qū)動新型嫩料電 池汽車的空氣壓縮機的永磁無刷直流電 機。該電 機的研究開發(fā)的主要目 標是:高密度，低成本。為使電機的密度高藝、 連接方法的墓礎(chǔ)上體積小， 結(jié)構(gòu)緊湊， 本文在研究和比 較了多 種

3、繞組的嵌線工提出了 多層正、反嵌接工藝，有效地縮短了 繞組端部長度，達到了既減小體積又提高效率的目 的.針對高功率密度電 機單位表面 積散熱量大的特點，定子機座設(shè)計為強迫水循環(huán)冷卻結(jié)構(gòu)， 大大改善了電 機的散熱條件。用 F O R T R A N - 9 0 編制了電 機磁場有限 元自 動網(wǎng) 格， 并做好與A U T O C A D 之間的接口， 用A U T O C A D自為提高電 機分析計算的 精確度，制了永磁無刷直流電機設(shè)計的程

4、序:剖 分程序及電 機結(jié)構(gòu)參數(shù)化設(shè) 計程 序動繪制電 機結(jié)構(gòu)圖。運用場路結(jié)合的方法來分析電 機。 用 M A T L A B編該燃料電 池汽車用空氣壓縮機電 機為三相十極水磁無刷直流電 機， 現(xiàn)已 完成分析計算; 美國E c o s t a r 電 子驅(qū)動系統(tǒng)公司也用析計算數(shù)據(jù)是相接近的。 E c o s t雙方的分電機達到了 功率密度高， 成本低的目 標。r y } “ 已 于M A G S O F T 軟件進行了分析計算2 0 0

5、 0 年將該電 機投入小批試制關(guān)鍵詞: 永磁， 無刷直流電 機，有限元， 磁場， 功率密度， 然料電 池一一一一一一一一一一一一一絲絲全 _A c c o r d i n g t o t h e f a c t o f b i g h e a t d i s s i p a t i o n p e r s u r f a c e a r e a o f t h e h i g h p o w e r d e

6、 n s i t ym o t o r , t h e s t a t o r f r a m e i s d e s i g n e d a s a w a t e r - s e a l s t r u c t u r e f o r c i r c u l a t i n g w a t e r - c o o l i n g s oa s t o g r e a t l y i m p r o v

7、 e t h e h e a t d i s s i p a t i n g c o n d i t i o n o f t h e m o t o r ,I n o r d e r t o i m p r o v e t h e p r e c i s i o n o f m o t o r a n a l y s e s a n d c o m p u t a t i o n , t h e f

8、 i e l d m e t h o da n d t h e c i r c u i t m e t h o d a r e i n c o r p o r a t e d . D e s i g n a l g o r i t h m f o r p e r m a n e n t m a g n e t b r u s h l e s sd o m o t o r s i s c o d e d i

9、 n M A T L A B . A u t o m a t i c m e s h d i s c r e t i o n a l g o r i t h m f o r m o t o r ' s m a g n e t i cf i e l d a n a l y s e s w i t h f i n i t e e l e m e n t m e t h o d a s w e l l

10、a s t h e p a r a m e t e r i z e d s t r u c t u r e d e s i g na l g o r i t h m f o r m o t o r s i s c o d e d i n F O R T R A N - 4 0 . T h e i n t e r f a c e t o A U T O C A D i s a l s or e s o l

11、v e d i n o r d e r t o p r o d u c e t h e s t r u c t u r e d r a w i n g s a u t o m a t i c a l y f o r t h e m o t o r .T h e e l e c t r i c a l m o t o r f o r a i r c o m p r e s s o r i n f u e

12、 l - c e l l e l e c t r i c v e h i c l e i s a t h r e e p h a s e , t e np o l e p e r m a n e n t m a g n e t b r u s h l e s s d o m o t o r , w h i c h h a s b e e n a n a l y z e d a n d c a l c

13、u l a t e d . T h er e s u l t s a r e c l o s e d t o t h o s e m a d e 勿 E c o s t a r E l e c t r i c D r i v e C o m p a n y , U . S u s i n g t h es o f t w a r e o f M A G S O F T . T h e m o t o r

14、 w a s p r o d u c e d i n a t r i a l b a t c h 妙 E c o s t a r i n 2 0 0 0 a n dp r o v e d t o o f e r h i g h p o w e r d e n s i t y a n d l o w c o s t .K e y w o r d s : p e r m a n e n t m a g

15、n e t , b r u s h l e s s d o m o t o r , f i n i t e e l e m e n t a n a l y s i s ,m a g n e t i c f i e l d , p o w e r d e n s i t y , f u e l c e l l月 ， 叨口甲 習 刁弓J︺ 翻左， J J . 口 1.浦 ， . . . . . . ， 1 ，，， .