永磁外轉(zhuǎn)子爪極發(fā)電機(jī)的設(shè)計(jì)與分析.pdf

1、傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的電機(jī)，由于齒槽磁電效應(yīng)無法解耦、空間上相互競爭，限制了電機(jī)功率密度的提高，難以滿足人們對于高功率密度電機(jī)的要求。隨著汽車技術(shù)的發(fā)展、結(jié)構(gòu)的變化、用電設(shè)備的增加、整車性能的改善以及汽車電氣系統(tǒng)和電力電子技術(shù)的結(jié)合，汽車用發(fā)電機(jī)在結(jié)構(gòu)、性能和容量上發(fā)生了很大變化，現(xiàn)代汽車對其功率密度、可靠性、電氣性能、安裝尺寸等方面要求越來越高。除此之外，人們對汽車的使用性能關(guān)注也越來越多，特別對汽車的舒適性、安全性、燃油經(jīng)濟(jì)性以及環(huán)境保護(hù)等要求

2、越來越高。同時(shí)，汽車上的設(shè)備越來越多，汽車用電量快速增長，而由于汽車上設(shè)備的增加，汽車發(fā)電機(jī)所擁有的空間也越來越小。永磁外轉(zhuǎn)子爪極發(fā)電機(jī)具有體積小、結(jié)構(gòu)簡單、無刷、功率密度大、成本低等一系列優(yōu)點(diǎn)，受到人們的關(guān)注。永磁外轉(zhuǎn)子爪極發(fā)電機(jī)作為一種新型結(jié)構(gòu)電機(jī)，目前國內(nèi)外對該類電機(jī)的研究比較少，尚有許多問題存在。論文主要研究的是永磁外轉(zhuǎn)子爪極發(fā)電機(jī)的設(shè)計(jì)與分析方法以及研制樣機(jī)之后的測試，所做的工作主要包括以下幾個(gè)方面:
　　首先，在查閱國

3、內(nèi)外關(guān)于永磁外轉(zhuǎn)子爪極發(fā)電機(jī)的研究文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，分析永磁外轉(zhuǎn)子爪極發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)、運(yùn)行原理、基本電磁關(guān)系以及主磁通和漏磁通的分布規(guī)律，建立了永磁外轉(zhuǎn)子爪極發(fā)電機(jī)的等效磁路和電路模型。
　　其次，現(xiàn)有的關(guān)于爪極電機(jī)的文獻(xiàn)中指出，爪極難以由硅鋼片疊壓制成，必須采用軟磁復(fù)合材料，而本課題組經(jīng)過長期摸索，找到了利用硅鋼片疊壓制成爪極的方法，突破了定子爪極由硅鋼片制作的工藝難關(guān)。
　　然后，利用Ansoft-14有限元軟件建立電機(jī)的整體

4、模型，對永磁外轉(zhuǎn)子爪極發(fā)電機(jī)的電機(jī)模型進(jìn)行了電磁場分析，計(jì)算得到了電機(jī)模型在靜態(tài)場和瞬態(tài)場下的磁密波形、空載電動(dòng)勢波形、磁鏈波形等。根據(jù)等效簡化條件，在有限元分析軟件中建立了簡化的電機(jī)2D模型，分析電機(jī)齒槽轉(zhuǎn)矩最優(yōu)情況下電機(jī)的尺寸，得到了利用改變極弧系數(shù)、改變爪極寬度以及定子爪極不等寬等三種不同的方法來減小齒槽轉(zhuǎn)矩，并在此基礎(chǔ)上建立了電機(jī)的3D模型，對電機(jī)的齒槽轉(zhuǎn)矩進(jìn)行對比分析。
　　最后，研制出樣機(jī)，進(jìn)行樣機(jī)實(shí)驗(yàn)。在樣機(jī)上分別做