基于有限元分析的無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的性能研究.pdf

1、無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)在快速性、可控性、可靠性、體積小、重量輕、效率高、經(jīng)濟(jì)性等方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)，故在當(dāng)今國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域，如汽車(chē)、醫(yī)療器械、儀器儀表、化工、輕紡以及家用電器等方面的應(yīng)用日益普及。特別是作為車(chē)輛的動(dòng)力，電動(dòng)汽車(chē)已被全世界各國(guó)普遍關(guān)注。在電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展過(guò)程中，蓄電池儲(chǔ)能密度低與車(chē)輛一次充電最大行駛里程數(shù)短，始終是制約發(fā)展的瓶頸問(wèn)題之一。解決這一問(wèn)題的主要途徑，一是提高蓄電池的儲(chǔ)能密度，二是提高無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的效率。本文主要從無(wú)刷直

2、流電動(dòng)機(jī)的效率方面展開(kāi)了研究。 提高無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的效率可以從優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和參數(shù)選擇方面入手，也可以在無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，通過(guò)優(yōu)化運(yùn)行控制參數(shù)提高電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行效率。本文研究的重點(diǎn)是：根據(jù)車(chē)輛運(yùn)行的狀況，選擇最優(yōu)的控制參數(shù)。通過(guò)對(duì)無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)電磁力矩隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角變化關(guān)系的理論分析，提出了一種新的可變導(dǎo)通控制方式。在電動(dòng)機(jī)處于中、小負(fù)荷時(shí)，通過(guò)減小導(dǎo)通角來(lái)提高電動(dòng)機(jī)運(yùn)行效率，而負(fù)荷變大時(shí)，增大導(dǎo)通角，保持電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性。文中在已有

3、無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ)上，建立了電動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型，并通過(guò)有限元軟件對(duì)電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩動(dòng)態(tài)過(guò)程進(jìn)行了仿真計(jì)算，獲得了電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角的關(guān)系曲線(波形)，進(jìn)一步證明了可變導(dǎo)通控制方式在部分負(fù)荷時(shí)提高無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)運(yùn)行效率的可行性。 根據(jù)可變導(dǎo)通控制方式的要求，研制了以LPC935單片機(jī)為核心的無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，通過(guò)控制軟件實(shí)現(xiàn)了可變導(dǎo)通控制方式，并在一臺(tái)電動(dòng)車(chē)上進(jìn)行了對(duì)比試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明，在中、小負(fù)荷時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速分