電動自行車用輪轂電機設(shè)計及其特性研究.pdf

1、氣候變暖、能源危機已成為21世紀人類所面臨的共同挑戰(zhàn)，而研究具有節(jié)能環(huán)保特點的電動自行車成為解決這些問題的重要途徑。作為電動自行車核心的輪轂電機，其性能的好壞對整車功能的實現(xiàn)有決定性作用。而目前輪轂電機普遍存在著損耗大、性能不穩(wěn)定、效率低等缺點，因此，研究一款控制精度高、結(jié)構(gòu)可靠、穩(wěn)定性好、運行效率高的輪轂式永磁同步電機具有重大意義。
　　為了確定輪轂電機的總體方案，本課題首先分析了電動自行車對輪轂電機的性能要求，計算出輪轂電機的

2、運動及動力學(xué)參數(shù)，確定電機的驅(qū)動力及輸出扭矩。然后，通過分析電機常數(shù)，選擇相關(guān)參數(shù)，計算出電機的主要尺寸，進而確定了輪轂電機總體機械方案。接著，引入單元電機的概念，對比不同繞組方案和極槽配合方案，確定輪轂電機的總體電磁方案。
　　利用JMAG軟件對輪轂電機的氣隙磁場進行有限元分析，確定合理的氣隙長度，優(yōu)化氣隙磁密波形。通過分析電樞磁密、輸出扭矩及效率，對電機定子電樞的齒寬、軛高和永磁體的寬度及厚度等結(jié)構(gòu)參數(shù)進行了優(yōu)化。綜合考慮永磁

3、材料的性能及充磁成本，選擇磁性能較高的釹鐵硼永磁材料及平行充磁方式。然后，通過對輪轂電機空載反電動勢進行有限元分析，得到了反電動勢波形的疊加原理及對波形正弦性影響較大的諧波次數(shù)。接著，對電機的鐵耗和銅耗進行了有限元計算，得出了輪轂電機優(yōu)化設(shè)計后的效率。
　　針對輪轂電機中存在的齒槽轉(zhuǎn)矩，本課題進一步優(yōu)化轉(zhuǎn)矩特性，建立齒槽轉(zhuǎn)矩的解析模型，通過分析解析模型得到削弱齒槽轉(zhuǎn)矩的方法，并分析了不同電磁方案對齒槽轉(zhuǎn)矩的影響?；贛ATLAB/