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电动汽车增程器用永磁同步发电机的设计研究
| 论文题名： | 电动汽车增程器用永磁同步发电机的设计研究 |
| 关键词： | 电动汽车;增程器;永磁同步发电机;结构优化 |
| 摘要： | 电动汽车是人类新一代的清洁交通工具,它的推广有着不可估量的意义。纯电动汽车受到电池技术上的限制,而混合动力电动汽车从本质上并没有减少汽车对燃油的依赖程度。增程式纯电动汽车介于两者之间,既提高了电动汽车的续航里程,又一定程度上增加了电能对燃油的替代。增程器是增程式纯电动汽车上的辅助发电单元,一般由发动机和发电机组成,设计制造要求体积小、效率高、功率密度大。本课题基于以上思路,围绕电动汽车增程器用永磁同步发电机的设计研究展开,对一台增程器样机的永磁体结构进行了优化。 首先,本文全面地介绍了电动汽车的发展概况和研究现状,分析了当前不同类型的电动汽车各自的优缺点,提出了开发增程式纯电动汽车的必要性。 其次,强调了永磁同步发电机作为增程器核心组成部件的重要性,详细介绍了永磁同步发电机的转子磁路结构和运行性能,探讨了V型永磁体结构应用于电动汽车增程器的优越性。 运用电磁计算软件对一台电动汽车增程器用永磁同步发电机进行参数计算,同时建立其二维有限元模型,分析静态磁场和瞬态磁场,绘制出永磁同步发电机的磁力线图、磁密云图、气隙磁密曲线和空载反电势波形图等。通过场路结合的方法验证样机设计参数的合理性。 利用有限元分析软件对内置式永磁同步发电机有限元分析中的V型永磁体夹角和隔磁磁桥宽度对空载反电势的影响进行了研究,建模仿真后得出不同永磁体夹角下的气隙磁密曲线和空载反电势波形,再利用傅立叶分析求解波形畸变率,得到最小波形畸变率下的永磁体夹角最优值。在此基础上,运用同样的方法求得隔磁磁桥宽度的最优值。 最后对电动汽车增程器用永磁同步发电机的外特性和固有电压调整率进行研究分析,通过电磁计算软件定量地分析了永磁体的厚度、每相串联匝数、电枢绕组线径、极弧系数、气隙长度以及铁心长度对内置式永磁同步发电机固有电压调整率的影响。保持永磁体体积不变,通过有限元分析研究了永磁体宽厚比对永磁同步发电机固有电压调整率的影响,在满足增程器对空载反电势要求的前提下,适当增大永磁提厚度,一定程度上能降低永磁同步发电机的固有电压调整率。 |
| 作者： | 郑怡 |
| 专业： | 电气工程 |
| 导师： | 王晓远 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 天津大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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