【摘 要】
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在电动汽车中采用轮毂驱动方式能够提高车辆的传动效率并且能够更加灵活的控制车辆,但由于汽车轮毂内布置空间的限制以及对驱动电机低速大转矩的输出性能的要求较高,传统永磁同步电机在应用于轮毂驱动存在困难。本文基于磁场调制理论提出了一种应用于轮毂直驱的外转子永磁游标电机。首先对电动车辆进行受力分析,建立力学模型,结合相应标准与评价指标确定电动汽车驱动电机设计的技术指标。以磁齿轮结构为基础对磁场调制理论进行理
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在电动汽车中采用轮毂驱动方式能够提高车辆的传动效率并且能够更加灵活的控制车辆,但由于汽车轮毂内布置空间的限制以及对驱动电机低速大转矩的输出性能的要求较高,传统永磁同步电机在应用于轮毂驱动存在困难。本文基于磁场调制理论提出了一种应用于轮毂直驱的外转子永磁游标电机。首先对电动车辆进行受力分析,建立力学模型,结合相应标准与评价指标确定电动汽车驱动电机设计的技术指标。以磁齿轮结构为基础对磁场调制理论进行理论分析,得到内、外永磁转子之间耦合传动的条件。通过结构拓扑得到具有自减速特性的永磁游标电机结构,利用磁场调制理论对永磁游标电机进行电磁分析。其次对电机结构及参数进行了分析设计,得到了一种定子采用分布绕组、定子12槽10极转子38极、转子表贴有分两块充磁的Halbach永磁体构成的分裂齿外转子永磁游标电机。通过Maxwell对所设计电机进行电磁分析,其气隙磁场成分符合理论分析,反电动势正弦性良好,其输出性能能够满足设计要求。对定子各结构参数对电机输出性能的影响进行分析,采用人工蜂群算法对电机定子结构进行优化设计,对转子采用的分块Halbach阵列布置永磁体进行不等宽改进,并减小转子轭部厚度,提高了电机的功率密度、转矩输出能力以及效率。最后对导致电机温升的损耗进行分析,利用有限元的方法对电机温度场分析,结合轮毂电机的结构特点,通过流体场分析对比,得到采用轴向工字型水道对电机进行水冷散热,经过仿真验证所设计的水冷系统能够有效降低电机温度。该论文有图88幅,表21个,参考文献60篇。
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