电动汽车的轮毂电机设计及其弱磁控制

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1、硕士学位论文电动汽车的轮毂电机设计及其弱磁控制DESIGNANDFLUX-WEAKENINGCONTROLFORIN-WHEEL-MOTOROFELEXTRICVEHICLE孙明冲哈尔滨工业大学2009年6月国内图书分类号：TM351国际图书分类号：621工学硕士学位论文电动汽车的轮毂电机设计及其弱磁控制硕士研究生：孙明冲导师：郝双晖教授申请学位：工学硕士学科：机械设计及理论所在单位：机电工程学院答辩日期：2009年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TM351U.D.C.:621DissertationfortheMasterDegreeinEnginee

2、ringDESIGNANDFLUX-WEAKENINGCONTROLFORIN-WHEEL-MOTOROFELEXTRICVEHICLECandidate：SunMingchongSupervisor：Prof.HaoShuanghuiAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：MechanicalDesignandTheoryAffiliation：SchoolofMechatronicsEngineeringDateofDefence：June,2009Degree-Conferring-Institution：Ha

3、rbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要该课题来源于电动汽车的轮毂电机的研制。轮毂电机要求体积小、转速高、功率密度高。针对这些要求，本文以轮毂电机的电磁方案设计和优化为主线，同时对轮毂电机的弱磁控制进行研究。论文利用电磁场有限元法，对轮毂电机的电磁方案进行了合理的设计，满足了电动汽车驱动的要求，达到了轮毂电机的性能指标要求；通过对电动汽车牵引特性的计算，得出了轮毂电机的设计要求；利用有限元进行电磁分析，确定了轮毂电机的永磁体和隔磁桥尺寸；分析不同气隙长度的方案，确定了气隙长度；分析几种绕组方式特点，以及不同极对数对轮毂电机转子受力的影响，确定

4、了极对数；通过分析不同槽型的齿部磁密和轭部磁密大小，确定了齿部和轭部尺寸；利用有限元进行加负载分析，提取扭矩和铁耗，计算出了电机效率。论文进一步优化了轮毂电机的气隙磁密波形和转矩波动。通过分析气隙磁密波形中产生谐波的原因，得出了削弱谐波的措施，并利用有限元软件进行分析，将分析结果在MATLAB中进行了傅立叶变换，分析比较后确定优化方案；论文通过对齿槽转矩的分析，得出了削弱齿槽转矩的措施，利用JMAG软件进行瞬态分析，分析出齿槽力矩曲线，通过分析比较得出了合理的电磁方案。为了实现轮毂电机的高转速，论文在矢量控制的基础上对弱磁控制策略进行了研究，并且对样机进行了弱磁控制下轮毂电机最高转速的

5、测试；论文最后对电机的性能进行了试验验证。首先搭建了试验平台，对电机进行了参数调节，测试了轮毂电机的反电动势、转矩和NT曲线。关键词轮毂电机；有限元法；气隙磁密；齿槽转矩；弱磁控制-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractThisresearchsubjectcameformthedevelopmentofIn-Wheel-MotorforMotorized-wheelstruck.ThemainrequestsoftheIn-Wheel-Motoraresmallsize,highspeedandhighpowerdensity.Inresponsetothesereque

6、sts,mainlineofthispaperisthedesignandoptimizationofelectromagneticprogramfortheIn-Wheel-Motor,atthesametime,theflux-weakeningcontrolimposedontheIn-Wheel-Motorwasalsostudied.ThroughcalculatingtractioncharacteristicsofMotorizedWheelsvehicles,thedesignrequirementsoftheIn-Wheel-Motorwereobtained.Usi

7、ngfiniteelementmethod,areasonabledesignoftheelectromagneticprogramofIn-Wheel-Motorweregained,thisprogramsatisfiedthedrivingdemandofMotorizedWheelsvehiclesandreachtherequirementsofmotor.ThroughtheFEAofelectromagnetic,themagne