复合式双电压永磁电机设计与仿真分析

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1、学校代号：学号：密级：10532S11092036公开湖南大学硕士学位论文复合式双电压永磁电机设计与仿真分析堂僮虫遣厶娃刍；型雄昱垣筵刍壁驱整!墓童道塾援墙羞皇僮；电氢皇篮皇王猩堂院童些名整；电氢王猩迨塞提童旦塑12Q!垒生垒旦≥Q旦迨宴筌鲎旦翅；至Q!垒生三旦!Z旦筌燮委基金圭度!矍隆望麴援DesignandsimulationanalysisofthecombineddualvoltagepermanentmagnetmotorbyLIUXiongB．E．(ShenyangUniversityofTechnology)201Athesissubmit

2、tedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringElectricalEngineeringintheGraduateSchoolofHunanUniversitySupervisorProfessorHUANGShoudaoApril，2014湖南大学I掣tit12llltt6tttlollt16ll116lilI燃ttl螋学位论文原创性l声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论

3、文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：勃l缸日期：w吁年了月万日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1、保密口，在年解密后适用本授权书。2、不保密回。作者签名：忍t

4、l缘导师签名：(请在以上相应方框内打“／”)日期：力i,．／-年5月2f日疆／日期：≯中年多月万日复合式双电压永磁电机设计与仿真分析摘要随着汽车行业的不断发展，汽车发电机不再只是作为汽车的电源，仅仅在发动机正常运转时向所有用电设备供电，在汽车起动时发电机还兼作电动机运行，输出大转矩以实现发动机快速起动，从而改善汽车的整体性能。目前汽车上电气装置越来越多，功率越来越大，对汽车电源功率的需求也逐渐增加。因此对汽车供电系统提出了新的要求，即结构紧凑、比功率高、输出电压稳定、高效率等。为此本文设计了一种复合式双电压永磁电机，可以等效于在外转子永磁电机定子内嵌套一

5、个可以同步运行的内转子永磁电机。起动时电机具有很大的转矩密度可以在低速时产生足够大的起动转矩，满足发动机起动时所需的大转矩的要求；在电机体积不增大的情况下，其作为发电机运行时可提高电机的电能输出能力，且能实现双路供电，作为电动机运行时可增大电机的输出转矩，它能很好的满足现代汽车电机的各项性能需求。本文阐述了复合式双电压永磁电机的基础理论，包括结构、运行原理、等效磁路模型、数学模型、电磁关系等。分析两种磁路结构的内、外磁场之间的耦合关系，结果表明不论是串联磁路结构还是并联磁路结构，永磁磁路和电枢磁路分别所对应的内、外气隙磁通之间的耦合很小。利用有限元软件，

6、计算电机的电感参数、磁链大小，并分析永磁磁场和电枢磁场分布。理论分析和仿真结果吻合，两种磁路结构的复合式双电压永磁电机都可以等效成两个独立的内、外转子永磁电机，且串联磁路结构的性能还优于并联磁路结构。研究了复合式双电压永磁电机的电磁设计理论与方法。分析了内、外电机功率分配与电机设计尺寸参数之间的关系，为此类电机初步方案的确定和优化设计奠定了坚实的理论基础；在内、外定子主要尺寸确定、磁路结构、永磁体设计、定转子设计等基础上，完成该电机的电磁设计，并给出电机的电磁设计参数。对两种磁路结构的电机的各项性能进行计算，计算结果表明，复合式双电压永磁电机功率密度高，

7、起动性能良好，输出电压稳定，空间利用率高，复合式结构对电机性能影响很小；针对复合式电机的特殊结构，提出一种适用于该电机的齿槽转矩削弱方法。关键词：双电压；永磁同步电机；串联磁路；并联磁路；有限元分析II硕士学位论文AbstractWiththecontinuousdevelopmentoftheautomotiveindustry，automobilegeneratorisnolongerjustthepowerofthecarwhosepurposeisnotonlytosupplypowertoallelectricalequipmentinnorm

8、aloperationoftheengine．Whenthecarisstart