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电动汽车用爪极式混合励磁双凸极电机分析与设计
| 论文题名： | 电动汽车用爪极式混合励磁双凸极电机分析与设计 |
| 关键词： | 电动汽车;爪极双凸极电机;混合励磁;多目标优化;抗退磁能力 |
| 摘要： | 近年来，由于石油储量开采过度，石油资源日趋紧张，加之环境污染问题加重，传统燃油汽车发展因此受限。电动汽车由于采用清洁能源，不受化石能源约束，开始受到越来越多人的喜爱。永磁同步电机由于具有高功率密度以及高效率等特点常用作于电动汽车驱动电机，但永磁体一旦充磁后，其永磁磁势源就已固定，难以进行调磁调控，限制了其发展。为更好地适用于电动汽车在各种严峻道路以及工况下行驶，混合励磁电机保留永磁电机各项优点，在电动汽车驱动电机领域受到了广泛关注。针对传统串联型混合励磁方式电励磁磁通容易受到永磁磁阻的阻碍，造成磁场调节受限这一缺陷，本文根据电动汽车用驱动电机多工况应用特点并结合目前混合励磁电机的研究现状，提出了一种电动汽车用爪极式混合励磁双凸极(Claw-PoleStatorHybrid-ExcitationDual-Salient,CPS-HEDS)电机。本文将围绕以下内容对所提CPS-HEDS电机展开研究： 1、基于经典的12槽10极双凸极电机拓扑结构，通过巧妙的设置永磁体放置位置以及定子上的爪极旁路结构，使得永磁磁动势产生分流，提出一种新型爪极式并联混合励磁型双凸极电机。通过建立等效磁路模型以及公式推导，详细阐述了CPS-HEDS电机的并联混合励磁调磁机理。 2、由于CPS-HEDS电机应用于电动汽车领域，根据工况需求常工作在不同模式下，为了获取所提电机在不同工况模式下的最佳输出特性，提出了一种适合于所提电机的多层次多目标优化设计方法，从而保证电机在不同工况模式均能发挥最佳性能。 3、为进一步体现所提电机优异的调磁特性，借助JMAG三维有限元分析软件，仿真计算分析CPS-HEDS电机的磁场分布、空载反电势、气隙磁密以及转矩输出能力等静态电磁特性。其中，由于所提电机励磁磁通不会直接穿过永磁体，因此相比于传统串联型混合励磁电机具有更好的永磁体抵抗退磁能力。应着重分析所提电机永磁体处在高温以及负载情况下的磁密大小，最低磁密不应低于在此温度下的退磁曲线的拐点。 4、为验证CPS-HEDS电机理论分析及有限元计算的有效性，需要加工制作一台CPS-HEDS原理样机。通过Solidworks软件设计样机加工装配方案，包括样机定子、转子、转轴以及机壳尺寸设计，特别是针对永磁体装配做特殊设计，确立样机最终结构尺寸。为样机加工提供依据以及今后的实验验证奠定基础。 |
| 作者： | 于世洋 |
| 专业： | 电气工程 |
| 导师： | 马文忠;李祥林 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 中国石油大学(华东) |
| 学位年度： | 2020 |
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