低速纯电动汽车用永磁无刷直流电机设计研究

【摘要】：面对传统汽车导致的环境污染和能源危机等突出问题，开发高效清洁的内燃机技术、研发新能源汽车已成为汽车工业的一种发展趋势。目前，混合动力汽车和纯电动汽车的技术要求高、配套基础设施不完善，成本明显高于传统汽车，在市场上推广使用还有待时日；而低速纯电动汽车的技术要求低、成本低、市场接受度高，具有非常好的发展前景。 驱动电机系统性能决定了低速纯电动汽车的动力性和经济性，设计开发出适用于低速纯电动汽车用的驱动电机将在低速纯电动汽车的发展与推广中起到重要作用。 论文是依托湖南省科技计划项目低速纯电动车永磁电机驱动技术研究（2013GK2005）μ，研究低速纯电动汽车用永磁无刷直流电机的设计技术，主要内容如下： （1）对纯电动汽车动力传动系统结构进行了对比分析，确定了永磁无刷直流电机是最适合于低速纯电动汽车用的驱动电机。通过以QQ3为平台改装后的纯电动汽车的动力性要求获到了驱动电机基本技术参数。 （2）综合分析常用永磁材料特性，选取钕铁硼永磁材料作为驱动电机材料，确定了转子永磁体的结构。根据永磁体磁路中的磁场强度H、磁感应强度B、磁通量Ф和磁动势F之间的关系推导出了磁路设计计算公式。推导出了电路系统设计公式及电路参数计算公式。 （3）根据磁路设计计算公式和电路系统参数计算公式对永磁无刷直流电机进行设计计算，应用Matlab软件编写了设计程序，得到了电机设计参数，验证了磁路设计和电路设计中所取参数的合理性。 【关键词】：低速纯电动汽车 永磁无刷直流电机 磁路设计 电路设计 Matlab
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U469.72
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 绪论11-17
• 1.1 研究背景11-14
• 1.1.1 环境污染11-12
• 1.1.2 能源危机12-13
• 1.1.3 电动汽车优势13-14
• 1.2 低速电动汽车发展现状及趋势14-15
• 1.3 永磁无刷直流电机发展趋势15-16
• 1.4 论文背景及主要内容16-17
• 1.4.1 论文背景16
• 1.4.2 论文主要内容16-17
• 第2章 电动汽车基本结构及动力参数匹配17-34
• 2.1 电动汽车基本结构及动力参数设计要求17-22
• 2.1.1 电动汽车的结构17-20
• 2.1.2 电动汽车性能参数20-22
• 2.2 动力电池22-26
• 2.2.1 动力电池基本参数22-24
• 2.2.2 先进动力电池发展目标24-26
• 2.3 驱动电机26-30
• 2.3.1 驱动电机特性及电动汽车对驱动电机的要求26-28
• 2.3.2 电动汽车常用驱动电机及对比28-30
• 2.4 驱动电机基本参数计算30-33
• 2.5 小结33-34
• 第3章 永磁材料选择及磁路设计计算34-53
• 3.1 永磁材料的主要性能参数34-38
• 3.1.1 铁磁材料的磁滞回线34-35
• 3.1.2 永磁材料的退磁曲线与内禀退磁曲线35-36
• 3.1.3 永磁材料的主要性能参数36-38
• 3.2 永磁材料分类与性能比较38-42
• 3.2.1 永磁材料的分类38-41
• 3.2.2 永磁材料综合对比及选择41-42
• 3.3 钕铁硼永磁材料磁路设计计算42-52
• 3.3.1 转子永磁体结构选择42-45
• 3.3.2 钕铁硼永磁无刷直流电机等效磁路45-47
• 3.3.3 磁路计算47-50
• 3.3.4 磁铁工作图50-51
• 3.3.5 主要尺寸的确定51-52
• 3.4 小结52-53
• 第4章 电路系统结构选择及电机设计计算53-77
• 4.1 基本结构选择53-57
• 4.1.1 永磁无刷直流电机电枢绕组连接形式选择54
• 4.1.2 整数槽与分数槽的比较与选择54-55
• 4.1.3 换相电路55-56
• 4.1.4 驱动电路导通形式的选择56-57
• 4.2 永磁无刷直流电机电路系统计算分析57-60
• 4.2.1 矩形方波气隙磁场下的电路系统基本计算公式57-59
• 4.2.2 电路参数计算59-60
• 4.3 永磁无刷直流电机设计计算60-73
• 4.3.1 主要技术指标60-61
• 4.3.2 确定主要尺寸61
• 4.3.3 磁路计算61-66
• 4.3.4 电路计算66-70
• 4.3.5 电枢反应计算70-71
• 4.3.6 性能计算71-73
• 4.4 永磁无刷直流电机设计计算程序设计73-76
• 4.5 小结76-77
• 总结与展望77-79
• 全文总结77
• 展望77-79
• 参考文献79-83
• 致谢83-84
• 附录A 研究生期间参与项目及发表论文84-85
• 附录B 永磁无刷直流电机设计程序85-97
• 附录C 部分钕铁硼永磁体参数表97-98
• 附录D 电工钢 DW360-50 磁化特性表98-99
• 附录E 10 号钢磁化特性表99-100
• 附录F 部分 QZ-2 系列漆包线规格100-101

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