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电动汽车用高功率密度异步电机的电磁设计研究
| 论文题名： | 电动汽车用高功率密度异步电机的电磁设计研究 |
| 关键词： | 电动汽车;高功率密度;电磁设计;异步电机;工作特性;磁场分布 |
| 摘要： | 汽车行业的大规模发展，为人类社会带来极大便利的同时，使得石油能源危机异常严峻，也直接造成了环境的污染。在这种背景下，清洁环保、高效节能的电动汽车受到了人们的普遍关注，在未来的汽车领域中也将占有举足轻重的地位。随着电力电子技术的发展和控制策略的成熟，异步电机的控制效果已能很好得满足电动汽车对驱动电机的需求，再加上异步电机结构简单、成本低、易实现高速弱磁等优点，目前已成为电动汽车用驱动电机的一个重要的发展方向。电动汽车用驱动系统由于车上空间的不足，使异步电机必须具有较高的功率密度。而目前受国内技术水平所限，国产异步电机的功率密度普遍较低。采用普通高功率密度电机已不能满足电动汽车的驱动需求,为此研制更高功率密度的电动汽车用驱动电机是非常必要和迫切的。本文针对高功率密度异步电机主要做了如下工作： 首先，提出了改进电机功率密度的措施，总结了高功率密度电机的特点。根据高功率密度电机的特点，分别从定转子材料选择、绕组工艺、转子结构、电机散热方式以及轻量化设计等方面对电动汽车用异步电机进行了设计，以提高电机的功率密度。 其次，通过等效磁路法计算得到了电机定转子的各部分尺寸、绕组线规和电机性能等参数，然后通过电机设计软件仿真出了电机的性能参数曲线，并仿真分析了不同定转子材料对电机性能参数的影响。 再次，采用有限元法对电机的工作特性和磁场分布进行了仿真研究，验证了等效磁路法的准确性，并仿真计算了不同电机铁心长度、气隙长度以及转子槽数对电机性能的影响。在轻量化设计方面，为降低电机重量，提高电机功率密度，在不影响磁路的情况下，采用转子铁心挖孔去重的方法，并结合有限元软件对其进行了仿真研究。 最后，采用电磁场—温度场的耦合分析法分别对不加任何散热措施下的电机和端部采用灌封胶工艺的电机进行了温度场的仿真，得到了两种情况下电机的温度分布。通过对比分析得出电机绕组采用灌封胶的工艺可加快电机散热，可在一定程度上降低电机的温升。 |
| 作者： | 赵玉双 |
| 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： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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