论文总字数：26146字

摘 要

随着经济的快速发展和能源危机的加剧，新能源汽车的驱动电机已成为当今社会的研究热点。与其他类型的驱动电机相比，内置式永磁同步电机在效率、功率密度、运行可靠性以及噪声等方面具有一定的优势。

本文首先介绍电动汽车用驱动电机的几种不同类型，比较它们的性能，并系统地分析和总结近几年学者们对电动汽车用驱动电机的主要研究方向。接着建立永磁同步电机数学模型，分析永磁同步电机的运行特性。

随后研究永磁同步电机的电磁设计，主要包括电机的主要尺寸、定子槽设计、永磁体尺寸计算和槽满率计算，由此得到电机各部分尺寸的初始设计方案，并通过Maxwell有限元软件建立模型，对电机初始模型进行稳态分析、动态空载分析和动态额定负载分析。

最后对电机进行优化分析，包括电机的转子分段斜极、定子槽开口宽度、气隙长度以及永磁体的磁化方向长度和宽度，并将优化后的电机与初始设计电机的性能进行比较。

关键词：电动汽车，内置式永磁同步电机，电磁设计

Abstract

With the rapid development of economy and the aggravation of energy crisis, the driving motor of new energy vehicles has become a research hotspot in today's society. Compared with other types of drive motors, the interior permanent-magnet synchronous motor has certain advantages in efficiency, power density, operation reliability and noise.

Firstly, this thesis introduces several different types of drive motors for electric vehicles, compares their performances, and systematically analyses and summarizes the main research directions of drive motors for electric vehicles by scholars in recent years. Secondly, the mathematical model of permanent-magnet synchronous motor is established, and the operation characteristics of permanent-magnet synchronous motor are analyzed.

Subsequently, the electromagnetic design of PMSM is studied, including the main dimensions of the motor, the design of stator slot, the calculation of the size of permanent magnet and the calculation of slot full rate. The initial design scheme of each part of the motor is obtained. The model is established by Maxwell finite element software, and the initial model of the motor is analyzed by steady-state analysis, dynamic no-load analysis and dynamic rated load analysis.

Finally, the motor is optimized and analyzed, including the rotor segment oblique pole, stator slot opening width, air gap length and magnetization direction length and width of permanent magnet, and the performance of the optimized motor is compared with that of the original design motor.

KEY WORDS: Electric vehicle, interior permanent-magnet synchronous motor, electromagnetic design

目 录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1选题背景和意义 1

1.2电动汽车用驱动电机类型介绍及比较 1

1.3研究方向和趋势 2

1.3.1内置式转子拓扑研究 3

1.3.2抑制转矩脉动研究 3

1.4本文研究内容 4

第二章 电动汽车用永磁同步电机的特性及设计要求 5

2.1永磁同步电机数学模型建立 5

2.2电动汽车用永磁同步电机设计特点分析 7

2.3永磁同步电机设计方法概述 8

2.4本章小结 9

第三章 电动汽车用永磁同步电机电磁设计 10

3.1本文电机设计的技术指标及主要任务 10

3.2永磁同步电机电磁设计 10

3.2.1主要尺寸选取 10

3.2.2极槽配合选取 12

3.2.3定子槽设计 12

3.2.4转子设计 14

3.3永磁同步电机解析计算结果 16

3.4本章小结 17

第四章 永磁同步电机的建模及仿真 18

4.1有限元法以及电磁仿真软件的介绍 18

4.2永磁同步电机的建模及仿真 18

4.2.1稳态分析 18

4.2.2暂态空载分析 21

4.2.3暂态额定负载分析 24

4.3本章小结 25

第五章 永磁同步电机的性能优化设计研究 26

5.1引言 26

5.2转子分段斜极对电机性能的影响 26

5.3定子槽开口对电机性能的影响 28

5.4气隙长度对电机性能的影响 31

5.5永磁体尺寸对电机性能的影响 33

5.6电机优化方案与初始设计对比 36

5.7本章小结 38

第六章 总结与展望 39

6.1全文总结 39

6.2工作展望 39

参考文献 41

致 谢 43

第一章 绪论

1.1选题背景和意义

随着经济社会的快速发展，汽车已经实现了大量的普及，但也带来了环境的污染和能源的紧缺。新能源电动汽车对大气污染小，有效地缓解了环境污染；同时，电动汽车的使用也可以缓解石油等能源的紧缺，有效地解决节能减排的问题，是构建可持续发展社会的一个重要途径。电动汽车的研究已成为当今世界汽车行业发展的一个趋势。

驱动电机对于电动汽车而言就好比心脏对于人类，是电动汽车的关键部件。驱动电机的好坏是影响汽车性能好坏的主要因素之一，对电动汽车用驱动电机的研究是电动汽车研究领域的一大热点。

剩余内容已隐藏，请支付后下载全文，论文总字数：26146字