电动汽车用永磁无刷直流电机的有限元分析 (1)

《电动汽车用永磁无刷直流电机的有限元分析 (1)》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、电动汽车用永磁无刷直流电机的有限元分析张文妈李朗如华中科技大学，湖北武汉430074摘要:本文设计了一种电动汽牟用永磁无别直流电机，采用外转子结构，其目的是嵌在汽车的抢毅内以实现立接妞动，而不禽齿轮传动装I，可以实现低速、高转矩、高效率、变速运行。本文若t叙述如何用Ansys软件对该种电机的磁通、磁感应强度以及转矩进行有限元分析.关.佣:电动汽牢:永磁无剧直流电机:有限元分析口TheFinite-elementanalysisofPMbrushlessDCmotorusedforelectricvehicles(EV)ZHANGWen-juan,LILang一ru(

2、HuazhongUniversityofScienceandTechnology,Wuhan430074,China)Abstract:Inthispapa,anoveldirect-drivenwheelpermanentmagnetbrushlessDCmotorus吨forelectricvehiclesisdesigned.Theproposedmotorisspecialforitsexteriorrotorstructure,whichcanbefittedwithawheeltiretorealizethedirectdriveforeachwheel

3、ofanEVwithoutanymechanicaltransmission.Thenitcanbeoperatedinlow-speed，high-torque,andhi的eficiency.Thepapa'semphasisliesontheanalysisofmagneticflux,magneticinductionintensityandtorquewiththeaidoffinite-elementelectromagneticfieldanalysis.Keywords.Electricvehicle,permanent-magnetbrushles

4、sDCmotor,finite-elementanalysis一、引言电动汽车公容少，节约石油消耗，结构简单，维修容易，使用寿命长，受到世界各国的青睐。永磁无刷直流电动机与相同功率的其他类型的电动机相比，休积小，质t轻，在质t、效率、价格等方面有相当明显优势，永磁无刷电动机没有电刷和滑环等零件，结构更简单，性能更可靠，环境适应性好，更加适合作为电动汽车的驱动电动机。由于一般采用方波供电，在相同的峰值电压和峰值电流下，方波电流和方波磁场相互作用产生的转矩2002中国电动汽车研究与开发要大，所以永磁无刷直流电动机可以输出较大的电磁转矩。随着电子技术与控制技术的迅速发展，

5、如果将电动机直接安装在汽车的轮毅内，通过电气控制实现调速和直接驱动(两轮或四轮)，则汽车内可以省去复杂的齿轮变速使动机构，汽车结构大为简化，质量大为减轻。世界先进国家已将其作为发展方向，开展研究，有的国家已研制成样机。但是，由于轮毅内径的限制，永磁电机的体积受到限制，而又要产生较高的转矩，这就给电机的设计带来一定的难度。而且，永磁无刷直流电机的设计，既不能简单地套用永磁同步电动机的方法，也不能简单地套用直流电动机的方法。要根据特点，寻找一种较为准确的设计方法w。在此，我们采用了磁路计算与磁场分析相结合的设计方法对三相永磁无刷直流电动机进行了研究。电动汽车控制结构示惫

6、如图1所示c21,图1电动汽车控制结构示意图二、电机电滋计算根据我们所编制的计算程序，对一台8千瓦，12极外转子无刷直流电机进行了设计计算，以下是有关荃本数据与结果。2.，舀*.入孩.翻定抽出功率PII二8000(，)电枢内径D。二0.08(动饭定转速n，二685(r/min)槽数Q二45电枢外径D.二0.31(二)刹磁密度B,二1.05(T)电枢长度L;二0.09(动相数m二3矫顽力tt<二800(kA/m)2.2计林幼.。2.2.1性能计算定子电流11=24.05(A)反电势E=349.70(V)电磁转矩Tn=112.33(N·动实际转速n=677.20(r/m

7、in)物入功率P1=8656.74钾)效率q=92.41%2.2.2绕组数据线负荷^=311.11(A/cm)热负荷AJ=2134.21(AZ/cm·mm2)电流密度J=6.86(A/mmY)2.2.3磁路计算电动汽车用永磁无刷直流电机的有限元分析空载点标称值b00=0.92536h00=0.07464负载点标称值6n=0.84196hn=0.15804定子齿磁密Bt2=1.7635(T)每极磁通(b=0.0043905(Wh)定子扼磁密Bj2=0.2571(T)气隙磁密B6=0.7676(T)转子扼磁密Bj1=0.8556(T)2.2.4空载特性曲线空载特性曲