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轴向磁场轮毂电机的结构设计与仿真分析
| 论文题名： | 轴向磁场轮毂电机的结构设计与仿真分析 |
| 关键词： | 电动汽车;轮毂电机;结构设计;轴向磁场 |
| 摘要： | 电动汽车已经逐渐使用轮毂电机来代替发动机，这可以很好的减少油耗及尾气排放，促进绿色发展。但是，轮毂电机对所选的电机在尺寸结构、重量以及效率等方面都有严格的要求。目前，市面上的电动汽车大多使用中央集中式驱动电机，这种电机大多数都是传统径向磁通永磁电机，具有体积较大、功率密度不高、传动效率低下以及结构复杂等缺点。通过对轴向磁场轮毂电机进行研究，发现相对传统径向电机而言，轴向磁场电机在结构、尺寸、功率密度等方面都有其独特的优点，更适宜用作轮毂电机。因此，研发具有功率密度高、结构简单以及高效率等优点的轴向磁场轮毂电机就显得尤为重要，对推动我国新能源汽车产业发展有重要意义。本课题选择了市面上的某款纯电动汽车作为安装匹配的目标，设计了一种单转子双定子结构的轴向磁场轮毂电机，该电机符合在尺寸、性能等方面对轮毂电机驱动汽车的要求。 论文首先研究了轴向磁场轮毂电机驱动系统动力需求的问题，参照整车的结构参数和性能参数进行分析，完成了对电机目标转矩及其他参数的设计；然后对电机设计的有关理论进行了学习与研究，按电机的目标性能指标确定了轮毂电机的尺寸设计、槽极配合、气隙长度及其他有关参数；接下来对电磁场的基本理论进行分析，之后利用ANSYS Maxwell对电机进行分析，分析采用有限元法。利用ANASYS Maxwell仿真软件，对本文设计的轮毂电机建模并仿真，通过仿真分析静态磁场以及瞬态磁场下电机空载和负载两种情况下的磁密云图及磁感线分布，证明电机参数设计合理，并仿真出了空载和负载情况下反电动势曲线、磁链曲线和转矩曲线等等，与设计目标进行对比，证明电机设计目标是可行的，论证了其结构尺寸设计是合理的；最后，结合电机学理论与轮毂电机性能要求和技术结构要求，在 SOLIDWORKS 环境下，完成轮毂电机总体结构设计建模以及装配，电机主要有定子铁心、绕组、转子、行星减速器等主要部件，对主要部件的外形结构、设计方法以及相互之间的配合情况做出说明，并对主要结构进行了力学性能分析，验证了电机结构的可靠性，完成电机总体结构设计。 |
| 作者： | 杨亚奇 |
| 专业： | 机械 |
| 导师： | 马国清;王其光 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 烟台大学 |
| 学位年度： | 2023 |
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