五相容錯磁齒輪復合電機的設計與分析.pdf

1、目前，由于汽車的普及化而引起的全球變暖和能源危機的問題日益受到國內(nèi)外學者的關注，電動汽車能夠減少溫室效應和化石能源的使用而被認為是解決上述問題的最佳方案。與此同時，在電動汽車中采用直驅系統(tǒng)是電機領域研究的熱點。永磁電機因為其簡單的結構、較高的功率密度和效率的優(yōu)點極具吸引力。磁齒輪由于其具有較高的轉矩密度、較高的運行效率、較小的機械噪音和優(yōu)秀的過載自保護等優(yōu)勢，具有代替機械齒輪的潛力。但是，由于磁齒輪系統(tǒng)結構龐大，不適用于電動汽車領域。因

2、此，為了使磁齒輪更好的為電動汽車服務，磁齒輪復合電機進入人們的視眼，通過將磁齒輪與外轉子永磁電機相結合，使磁齒輪內(nèi)轉子與外轉子永磁電機的轉子合二為一，減小了傳動系統(tǒng)的體積和重量。近年來，由于容錯永磁電機具有較高的容錯性能而吸引了越來越多的關注。容錯永磁電機的優(yōu)勢是在各相之間實現(xiàn)電磁、熱、物理的隔離。為了讓容錯電機具有較高的可靠性，大多數(shù)人都采用了單層集中繞組和多相結構。即使如此，電機各相之間的電磁耦合仍然很多。經(jīng)過研究，對永磁電機極槽數(shù)

3、組合進行優(yōu)化可以減少這樣的電磁耦合，提高電機的容錯性能。而與傳統(tǒng)的三相電機相比，多相電機由于其具有高的容錯性能和高可靠性而備受關注。
　　本文提出一種新型五相容錯磁齒輪復合電機來用于電動汽車，主要是將磁齒輪復合電機與容錯電機的優(yōu)點結合起來，使得設計電機可以同時具有較高的轉矩密度和較高的可靠性的優(yōu)點。
　　論文主要研究了以下幾個方面:
　　1.通過解析法對磁齒輪的工作原理進行分析與解釋，并通過有限元仿真對磁齒輪的工作原理

4、進行了驗證。
　　2.基于電機的設計原理，詳細的介紹了新型五相容錯磁齒輪復合電機的設計工程，并且對與電機中比較關鍵的因素進行了優(yōu)化分析，包括電機的主要參數(shù)、繞組的選擇、極槽比的選擇、永磁體和定子齒寬的尺寸、磁齒輪極對數(shù)的選擇和磁齒輪與容錯電機復合時參數(shù)的選擇等方面。
　　3.通過有限元分析軟件Ansoft對所提出的新型五相容錯磁齒輪復合電機進行了電磁仿真與結論分析，驗證了設計的初衷。同時與已有文獻中提出磁齒輪復合電機和永磁容