【摘 要】
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为了解决环境污染及全球气候变暖等问题,中国新能源汽车行业发展迅猛。永磁同步电机因其体积小、效率高、功率密度高、重量轻等优点,在新能源汽车行业得到了普遍应用。本课题结合某企业永磁同步电机的研发,运用现代设计方法与理论,进行了电机的强度分析、模态分析、电磁场、温度场、流体场、压力场分析及效率优化。首先建立三维模型,采用1.5倍的最高转速校核隔磁桥位置的强度和安全系数。然后再通过ANSYS对转子系统进行
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为了解决环境污染及全球气候变暖等问题,中国新能源汽车行业发展迅猛。永磁同步电机因其体积小、效率高、功率密度高、重量轻等优点,在新能源汽车行业得到了普遍应用。本课题结合某企业永磁同步电机的研发,运用现代设计方法与理论,进行了电机的强度分析、模态分析、电磁场、温度场、流体场、压力场分析及效率优化。首先建立三维模型,采用1.5倍的最高转速校核隔磁桥位置的强度和安全系数。然后再通过ANSYS对转子系统进行模态分析,得到其前六阶固有频率、临界转速等参数。其次借助Ansoft软件对电机模型进行电磁仿真,并对其空载及负载特性进行分析,包括磁密、空载反电势、齿槽转矩、气隙磁密、额定转矩等,利用公式和仿真计算了电机各部分损耗,为温度场仿真奠定基础。然后计算各部件的生热率、表面散热系数及等效导热系数,并确定四种水道的流体计算模型,计算其对流换热系数,施加相同边界条件,对比分析螺旋形、轴向Z、径向Z以及周向形四种水道的流速场、温度场以及压力场,探究各种结构的冷却效果和所需水泵的功率。另外以轴向Z水道为例,将弯折次数、截面面积、冷却液流量作为设计变量,探究轴向Z形水道的弯折次数、截面面积以及不同冷却液流量对电机整体温升及进出水口压差的影响,为冷却结构的优化提供参考。最后对电机几个重要参数进行性能分析。然后利用响应面法,把这些主要性能参数作为设计变量,把电机的输出效率作为优化目标,求得最优解,通过仿真进行性能对比。
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