《毕业论文--电动汽车用矩形波永磁无刷电动机的设计与仿真计算》由会员分享，可在线阅读，更多相关《毕业论文--电动汽车用矩形波永磁无刷电动机的设计与仿真计算（39页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 HUNAN UNIVERSITY毕 业 论 文论文题目电动汽车用矩形波永磁无刷电动 机设计与仿真计算 学生姓名学生学号专业班级学院名称指导老师学院院长2015 年5 月 25 日 湖南大学毕业设计(论文) V电动汽车用矩形波永磁无刷电动机的设计与仿真计算 摘要随着社会经济的发展，文明的进步和人们生活水平的提高，传统的燃油汽车已经走入了千家万户。在21世纪的今天，能源的逐渐枯竭和生态环境的不断恶化是摆在人类经济和文明进步面前的两大难题，改变现有的经济发展方式已成为世界各国的共识，在这种大的背景下，汽车行业也正在经历着一场变革，电动汽车又格外的受到人们的重视。电动汽车用电动机，必须具备高效率、宽
2、调速、高过载能力的特点。本文的主要工作就是设计一种能满足电动汽车用要求的永磁无刷直流电动机。首先对电动汽车行业的发展进行一个简单的阐述，指明其发展的背景以及必要性，；其次通过比较现今比较流行的几种电机类型，指出其各自的优缺点，选择本次设计的对象为电动汽车用永磁无刷直流电动机。之后介绍其结构和运行原理；分别介绍其几种结构，并选择其中一种较为合适的结构进行设计依据所学到的电机学科知识，选择出合适的电机定子槽型、槽数、极对数、永磁体材料、绕组类型、磁路结构等电机结构参数，并根据已知的永磁无刷直流电机的性能参数完成电机各个参数的设计。电机的设计部分完成后，在电机设计软件Ansoft上进行电动机的仿真工
3、作，得出电动机的仿真模型以及其主要的性能参数和参数图形，完成电动机电磁部分的仿真工作。最后，对完成设计的电机建立二维有限元分析的模型，用有限元分析的方法来验证电磁场部分的数值计算以及各个部分的性能曲线，根据有限元分析结果来验证本次电机设计的合理性。关键词：电动汽车， 矩形波， 永磁无刷直流电机， 有限元分析， 电磁设计The Design And Simulation On BLDCM With A Rectangular In Electric CarAbstract With the development of social and economic progress and peopl
4、es living standards of civilization, the traditional fuel vehicles has entered the household. In the 21st century, the gradual depletion of energy and deteriorating ecological environment is placed in front of the human economy and civilization of the two problems, change the existing mode of econom
5、ic development has become the consensus of the world, in such a large background , the automotive industry is undergoing a revolution, electric cars and extra attention has been paid. Electric vehicle motors, must have high efficiency, wide speed, high overload characteristics. The main work is to d
6、esign an electric vehicle to meet the requirements of permanent magnet brushless DC motor. First, the development of electric vehicle industry will be a brief explanation indicating the background and the necessity of its development,; followed today by comparing several popular motor types, pointin
7、g out its advantages and disadvantages, choose this design object is electric automobile permanent magnet brushless DC motor. Following the introduction of its structure and operating principles; introduced several of its structure, and choose a more suitable structure design Motor disciplinary know
8、ledge basis learned, choose the appropriate stator groove, slot number, the number of pole pairs of the motor structural parameters, permanent magnet material, winding type, magnetic circuit structure, and according to the known permanent magnet brushless DC performance parameters of the motor param
9、eters to complete the design of each motor. After the completion of the design part of the motor, the motor design software Ansoft simulation work carried out motor, derived motor simulation model and its main performance parameters and parameter image, complete the simulation work part of the elect
10、romagnetic motor. Finally, the model for the motor to complete the design of the establishment of a two-dimensional finite element analysis, finite element analysis method to validate numerical portion of the electromagnetic field and the performance curve of each part, based on finite element analy
11、sis to validate this motor design is reasonable . Key Words : Electric vehicles, rectangular wave, permanent magnet brushless DC motor, finite element analysis, electromagnetic design 目录第一章 绪论11.1 选题背景和意义11.2 国内外研究现状11.2.1电动汽车分类21.2.2 电动汽车的技术研究21.3电动汽车用电动机2第二章 电机的结构和原理52.1永磁无刷直流电机的结构52.1.2表面式转子结构52.
12、1.3 内置式转子结构62.2 永磁无刷直流电机的原理8第三章 永磁无刷直流电机设计143.1 定子设计143.1.1绕组形式确定143.1.2 定子槽型设计143.1.3 槽数选择163.2 转子设计163.2.1 转子结构和极对数选取163.2.2 永磁体设计173.3 永磁无刷直流电机详细设计参数183.3.1 电机性能参数183.3.2 常规数据183.3.3 定子数据193.3.4 转子数据203.3.5永磁材料数据203.3.6 材料耗用20第四章 基于Ansoft的永磁无刷直流电机仿真分析224.1电磁场基本理论224.2 有限元分析简介234.4 永磁无刷直流电动机的建模254
13、.5 电机模型的网络剖分图254.6 基于FEM的电磁空载磁场分析264.7 基于FEM的电机负载磁场分析274.8 转矩及功率验证284.9 转速验证304.10 电动机的效率31第五章 本次设计工作总结32致谢33参考文献34 湖南大学毕业设计(论文) 第 35 页 第一章 绪论1.1 选题背景和意义 社会经济以及人类文明的高速发展伴随着地球资源的大量消耗，到了21世纪的今天，许多地球不可再生资源都面临着枯竭的问题，尤其是石油资源，可以说掌控了石油，就掌控了经济命脉，然而一场能源危机已经摆在了人类文明发展的道路上，与此同时，经济的发展也带了一系列了的环境问题，在能源告急的同时，生态环境也向
14、人类提出了控诉，于是乎，改变经济发展的方式成了必要，低消耗、高效率成了人们的共识，同时，新能源的开发利用成了科研工作者的工作重点。而对于汽车行业来说，汽车的节能减排对上述问题有着至关重要的作用。目前，在全球，以汽油燃烧为动力的的汽车已经有6亿多辆，而这个数字还在随着经济的发展不断增长，在消耗巨大能源的同时，汽车行驶的过程中汽油燃烧产生的废气和噪声严重干扰了人们的生活，是大气污染的主要罪魁祸首之一。所以发展一种以新动力取代以汽油为动力的新型汽车进入人们的研究范围。而电动汽车无疑是一种很好的选择。1.2 国内外研究现状从20世纪六十年代起，欧美、日等一些发达国家就已经开始了电动汽车的研制工作，到八
15、十年代，世界上出现研制电动汽车的热潮，而欧美、日等先一步研制电动汽车的国家更是走在了前列。这些国家的电动汽车行业已经有科研进入了商业化生产模式。我们国家也与八十年代起开始进行电动汽车研发的工作，而在我国日益严重的生态危机及能源危机的压力下以及科学的不断进步，相信我国的电动汽车行业一定会达到世界前列。电动汽车行业的发展越来越受到国家有关部门的重视，在国家“863”计划列出的一系列重点发展技术工程中，纯电动汽车技术是其重点专项之一。由于是纯电动车，所以真正做到了零排放，解决了汽车行驶过程中由汽油燃烧所产生的废气污染问题。正日益受到科研工作者和人们的重视。而作为电动汽车的“心脏”-电动机，是电动汽车研发的关键所在，电动机的研发是电动汽车技术的核心技术之一。与其他工业用途的电动机不同，电动汽车用的电动机因其工作环境有着独特的技术要求：1. 能
