電動汽車用雙層永磁體內(nèi)置式永磁同步電機優(yōu)化設(shè)計與試驗研究.pdf

1、隨著環(huán)境污染與能源危機逐漸凸顯，環(huán)保、零污染的電動汽車受到越來越多的人青睞，而實現(xiàn)高功率密度驅(qū)動電機是制約電動汽車行業(yè)發(fā)展的一大難題。雙層永磁體內(nèi)置式永磁同步電機(Interior Permanent Magnet Synchronous Machine with Double-layer PMs, IPMSM-DPM)是一類利用轉(zhuǎn)子內(nèi)置雙層永磁體而改善功率密度的新型電機。本文以電動汽車用IPMSM-DPM為研究目標，在掌握電機運行機理

2、和轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)特征的基礎(chǔ)上，采用有限元方法對電機進行了優(yōu)化設(shè)計，校驗了最高轉(zhuǎn)速下的轉(zhuǎn)子機械強度，并對額定負載下的電機各部件溫度場分布進行了數(shù)值計算，加工制作了一臺試驗樣機，展開了樣機試驗以驗證理論分析的有效性。本文研究所取得成果對電動汽車用驅(qū)動電機的發(fā)展具有較為重要的理論依據(jù)和工程應(yīng)用價值。本文主要研究工作及成果如下：
　　1.電機結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計。詳細分析了內(nèi)置式永磁同步電機結(jié)構(gòu)特點；采用有限元軟件Ansoft Maxwell對轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)

3、進行優(yōu)化，借助Toolkit對采用不同定子槽數(shù)的電機全工作區(qū)域下的鐵耗、銅耗、功率因數(shù)、轉(zhuǎn)矩脈動及效率進行了數(shù)值計算；并與單層永磁體轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)下的電機電感、輸出轉(zhuǎn)矩、損耗及效率進行了對比分析，獲得了電機優(yōu)化設(shè)計方案。
　　2.轉(zhuǎn)子應(yīng)力校驗。采用SolidWorks建立了IPMSM-DPM轉(zhuǎn)子模型，導(dǎo)入ANSYS Workbench中定義材料屬性，計算了最高轉(zhuǎn)速下轉(zhuǎn)子機械應(yīng)力分布，驗證了轉(zhuǎn)子設(shè)計的合理性。
　　3.磁熱耦合模型數(shù)