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电动汽车用双层永磁体内置式永磁同步电机优化设计与试验研究
| 论文题名： | 电动汽车用双层永磁体内置式永磁同步电机优化设计与试验研究 |
| 关键词： | 电动汽车;双层永磁体;永磁同步电机;优化设计 |
| 摘要： | 随着环境污染与能源危机逐渐凸显，环保、零污染的电动汽车受到越来越多的人青睐，而实现高功率密度驱动电机是制约电动汽车行业发展的一大难题。双层永磁体内置式永磁同步电机(Interior Permanent Magnet Synchronous Machine with Double-layer PMs, IPMSM-DPM)是一类利用转子内置双层永磁体而改善功率密度的新型电机。本文以电动汽车用IPMSM-DPM为研究目标，在掌握电机运行机理和转子结构特征的基础上，采用有限元方法对电机进行了优化设计，校验了最高转速下的转子机械强度，并对额定负载下的电机各部件温度场分布进行了数值计算，加工制作了一台试验样机，展开了样机试验以验证理论分析的有效性。本文研究所取得成果对电动汽车用驱动电机的发展具有较为重要的理论依据和工程应用价值。本文主要研究工作及成果如下： 1.电机结构优化设计。详细分析了内置式永磁同步电机结构特点；采用有限元软件Ansoft Maxwell对转子结构进行优化，借助Toolkit对采用不同定子槽数的电机全工作区域下的铁耗、铜耗、功率因数、转矩脉动及效率进行了数值计算；并与单层永磁体转子结构下的电机电感、输出转矩、损耗及效率进行了对比分析，获得了电机优化设计方案。 2.转子应力校验。采用SolidWorks建立了IPMSM-DPM转子模型，导入ANSYS Workbench中定义材料属性，计算了最高转速下转子机械应力分布，验证了转子设计的合理性。 3.磁热耦合模型数值计算。采用Ansoft Maxwell软件，对额定负载下IPMSM-DPM电枢绕组损耗、铁耗进行计算，并以此为热源，借助ANSYS Workbench仿真平台，建立了电机三维磁热耦合仿真模型，深入分析了电机温度场分布规律。 4.样机制作与试验研究。确定电机基本参数，绘制加工图纸，制作了一台试验样机；搭建了样机测试平台，测试了样机电阻、电感及感应电动势基本特性，验证了电机设计的合理性和理论分析的有效性。 |
| 作者： | 李亚 |
| 专业： | 控制理论与控制工程 |
| 导师： | 刘细平 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江西理工大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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