基于有限元分析的無刷直流電動機的性能研究.pdf

1、無刷直流電動機在快速性、可控性、可靠性、體積小、重量輕、效率高、經(jīng)濟性等方面具有明顯的優(yōu)勢，故在當今國民經(jīng)濟各個領域，如汽車、醫(yī)療器械、儀器儀表、化工、輕紡以及家用電器等方面的應用日益普及。特別是作為車輛的動力，電動汽車已被全世界各國普遍關注。在電動汽車發(fā)展過程中，蓄電池儲能密度低與車輛一次充電最大行駛里程數(shù)短，始終是制約發(fā)展的瓶頸問題之一。解決這一問題的主要途徑，一是提高蓄電池的儲能密度，二是提高無刷直流電動機的效率。本文主要從無刷直

2、流電動機的效率方面展開了研究。 提高無刷直流電動機的效率可以從優(yōu)化結構設計和參數(shù)選擇方面入手，也可以在無刷直流電動機運行時，通過優(yōu)化運行控制參數(shù)提高電動機的運行效率。本文研究的重點是：根據(jù)車輛運行的狀況，選擇最優(yōu)的控制參數(shù)。通過對無刷直流電動機電磁力矩隨轉子轉角變化關系的理論分析，提出了一種新的可變導通控制方式。在電動機處于中、小負荷時，通過減小導通角來提高電動機運行效率，而負荷變大時，增大導通角，保持電動機的動力性。文中在已有

3、無刷直流電動機的基礎上，建立了電動機的數(shù)學模型，并通過有限元軟件對電動機的電磁轉矩動態(tài)過程進行了仿真計算，獲得了電動機的電磁轉矩與轉子轉角的關系曲線(波形)，進一步證明了可變導通控制方式在部分負荷時提高無刷直流電動機運行效率的可行性。 根據(jù)可變導通控制方式的要求，研制了以LPC935單片機為核心的無刷直流電動機控制系統(tǒng)，通過控制軟件實現(xiàn)了可變導通控制方式，并在一臺電動車上進行了對比試驗。試驗結果表明，在中、小負荷時，電動機轉速分