斜槽转子双凸极电励磁电机的有限元分析

作     者：石恒星 

作者单位：华南理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：陈世元

授予年度：2012年

学科分类：080801[工学-电机与电器] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 0835[工学-软件工程] 081202[工学-计算机软件与理论] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

主      题：电动汽车 电励磁双凸极电机 转子斜槽 有限元分析 转矩脉动 

摘      要：本文基于Visual C++编程软件，在二维场下实现了转子斜槽式双凸极电励磁电机电磁场有限元程序的开发。并运用该程序对所设计样机进行了电磁场的有限元计算，得出气隙磁密分布、反电势和电磁转矩曲线等。同时，也证明了采用转子斜槽式结构的电机对于减小转矩脉动具有良好的效果，能够在一定程度上改善电机的性能，从而使得双凸极电励磁电机更适合于用作电动汽车轮毂驱动电机。 首先，综合传统汽车对世界能源和环境的影响，以及电动汽车的发展和电动汽车驱动用电机的发展，选择双凸极电励磁电机作为轮毂电机。但是，该电机用作轮毂电机时，较大的脉动转矩会产生振动以及噪声，将影响电动汽车的运行性能。采用斜槽结构可以有效地减小转矩脉动，故本文所研究的外转子双凸极电励磁电机采用了转子斜槽式结构。然后，运用分段计算法对该斜槽式电机进行有限元计算。采用基于Visual C++的编程软件，依据电磁场有限元的基本理论，实现了对转子斜槽式双凸极电励磁电机有限元计算程序的编写。最后，根据所编写的有限元计算程序对该斜槽式电机进行仿真分析和计算，得出气隙磁密分布、反电势和电磁转矩曲线等。并通过和直槽式结构电机计算所得的有限元数值解进行对比。可见转子采用斜槽结构以后，对于减小电机的转矩脉动具有一定的效果，并改善了电机的性能。 通过本文的分析可知，DSEM电机的效率高、能量密度高，尤其是采用转子斜槽式结构之后工作性能优良，其转矩特性和机械特性符合电动汽车用轮毂电机的要求。另外，本文所开发的转子斜槽式电机在二维场下的有限元计算程序和方法，为今后斜槽式电机电磁场的有限元分析和计算提供了一定的参考。