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基于电磁热耦合场的轮毂电机温升研究
| 论文题名： | 基于电磁热耦合场的轮毂电机温升研究 |
| 关键词： | 新能源汽车;轮毂电机;温升检测;电磁热耦合场 |
| 摘要： | 在新能源汽车发展迅速的今天，直流无刷电机凭借其磨损小，噪音小，功耗低，结构紧凑等优点，迅速在市场上占领了很大一部分份额，尤其在驱动轮毂电机方面，被广泛使用。轮毂驱动电机具有相对特殊的工况，根据不同的工作状况有不同的运行要求，且存在拆解维修不易的特点，故对其有运行稳定，不易损坏的要求，而电机温升会直接影响性能，影响其稳定运行，故对轮毂驱动电机进行温升研究有极其重要的意义，本文对一台十极十二槽的叉车驱动轮毂电机进行深入研究，主要的研究内容和成果如下： 首先针对电机电磁场中材料的各种属性参数会随着温度的变化而进行变化，利用有限元分析法，提出电磁场和温度场双向耦合研究温升的办法，通过电磁场和温度场的双向多次迭代计算，将两个物理场的信息进行实时传递，以提高对于电机温升情况计算的准确性与精准度。 其次对研究的叉车驱动轮毂电机进行基本的测绘，了解其基本电机结构尺寸，建立正弦波电机的数学模型。通过对其结构特点进行分析，建立Maxwell2D有限元仿真模型。对齿槽转矩产生的机理进行了阐述，研究了电机静态场中齿槽转矩、气隙磁密、漏磁系数等，建立了瞬态场模型，分析了瞬态场中起动响应，分别在理论模型和有限元仿真模型中计算电机在电磁场中的铁损、铜损、涡流损耗等等。 接着根据电机的基本结构和温度属性，研究其求解域、热传导边界条件、热对流边界条件以及发热率等基本温度参数，建立电机在温度场中的数学模型，并在ANSYS中建立其温度场仿真模型。将理论和仿真计算所得到电磁场数据导入温度场中，得到电机在温度场中的温升情况。使用电磁热双向耦合法，将温度场数据反馈给电磁场，实现电磁场和温度场的信息双向迭代，得到更为精确的电机温度场情况。 最后，搭建基于MAGTROL测功机的电机温升试验平台和基于NI采集系统的温度采集试验平台，对试验样机进行温升测试实验，对比实验值、传统加载热密度法与电磁场-温度场双向耦合法的计算值的误差，证明了电磁热双向耦合法的准确性与正确性。 |
| 作者： | 张光盛 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 姜伟;裘信国 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 浙江工业大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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