内嵌式永磁同步电机ansoft设计.doc

内嵌式永磁同步电机ANSOFT设计

2万字 47页 原创作品，已通过查重系统


摘要 由于永磁同步电机利用永磁体进行励磁，与电励磁同步电机相比，它具有很多优点，主要包括简单的结构，可靠的运行特性；同时，尺寸和形状可以灵活多样；损耗小，效率高；体积小，质量轻等特点。为了达到充分利用永磁材料优越性能从而提高电机的性价比的目的，磁路设计的改进显得尤为重要。而成本相对较高的稀土永磁电机的设计，目前的设计方法依然不够完善，一定意义上不利于了永磁同步电机的进一步应用和推广。
在深入理解永磁同步电机的本体结构和工作过程的前提下，本文着重研究了混合动力车用内置永磁同步电机的电磁设计过程。首先，本文介绍了永磁同步电机的永磁体相对于转子所处的不同位置的结构及其特点，为了得到较高的转矩密度，同时尽量减少永磁体用量，综合选取“V”型永磁体。其次，分析了内嵌式永磁同步电机的等效磁路和具体的工作原理。此外，本文在永磁同步电机的传统设计方法的基础上，描述了设计的大致流程，并给出了电磁设计的具体过程，完成电机的初步设计，其中包括相关参数的选取及计算。
最后，在完成电机的初步设计的基础上，本文利用分析软件ANSOFT Maxwell 2D建立了本文电机的二维模型，分析了电机的性能参数。经评估发现，初步设计的电机无法满足输出转矩要求，故通过改变永磁体的尺寸以及内嵌角度，对电机进行完善。最终，一些重要参数的计算结果在文章的最后被给出，包括电机的铁心损耗、反电动势、齿槽转矩等。结果表明：经过优化的电机符合磁路设计的要求，同时给出了额定负载下的磁链分布图、输出转矩曲线图、铁耗求解曲线，最后对空载反电势进行了谐波分析，并对转矩脉动进行了分析说明。它达到了电机设计的任务书要求，且优化之后具有一定开发实用价值。


关键词：永磁同步电机，电磁设计，ANSOFT Maxwell 2D，有限元分析