電動汽車用大功率無刷直流電機設(shè)計開題報告

　　課題國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

　　無刷直流電機啟動轉(zhuǎn)矩大、調(diào)速性能好、效率高、能量密度大、過載能力強、性能穩(wěn)定、安全可靠，是電動汽車的理想驅(qū)動電機。目前，許多國外汽車廠商生產(chǎn)的電動汽車已采用無刷直流電機作為驅(qū)動系統(tǒng)，如：日本豐田公司的CUV-4、EV-PIus電動轎車，日產(chǎn)公司的Prairie JOY廂式電動車，中部電力公司得Dream Mini電動轎車，東京電機大學(xué)的2座電動轎車等。國家“863”計劃將永磁高速無刷直流電動機列為電動汽車驅(qū)動電機之一，已吸引了大批的科研院所及企業(yè)對其投入研究。但是，我國在大功率永磁無刷直流電動機的研究方面仍處于起步階段。永磁無刷直流電動機在電動汽車領(lǐng)域的應(yīng) 用，還有待其在本體設(shè)計和控制策略方面技術(shù)的成熟。

　　國內(nèi)外研究動態(tài)及存在問題

　　目前，無刷直流電機在電動汽車中的應(yīng)用主要存在低速轉(zhuǎn)矩脈動和退磁問題。嚴(yán)重影響整車性能。對于轉(zhuǎn)矩脈動，當(dāng)前主要從電機本體設(shè)計和控制策略兩方面入手對其進(jìn)行抑制；對于退磁問題，在電機設(shè)計方面要考慮工作溫度點、鐵磁材料結(jié)構(gòu)和表面處理等問題，在控制方面要采取措施，避免疲勞退磁和突然失磁。

　　研究內(nèi)容

　　本論文擬設(shè)計一臺滿足電動汽車性能要求的30kW無刷直流電機。主要研究內(nèi)容如下：

　�。�1）合理設(shè)計電機槽開口寬度、合理配置電機的極槽組合、合理調(diào)整磁路系統(tǒng)的尺寸，從而提高BLDC的功率密度，滿足電動汽車對電機質(zhì)量小、功率密度高的要求。

　�。�2）通過合理的極槽組合，合理設(shè)計槽開口寬度抑制轉(zhuǎn)矩脈動，從而改善電動汽車低速運行時的振動和噪聲問題。

　　（3）對設(shè)計的樣機進(jìn)行實驗仿真。

　　研究意義

　　無刷直流電機是應(yīng)用于電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)的最有前途的電機之一。本論文致力于對電動汽車用BLDC存在的低速轉(zhuǎn)矩脈動進(jìn)行研究，并通過合理設(shè)計進(jìn)一步提高電機的功率密度。通過實驗仿真驗證所提出方法的有效性，從而促進(jìn)BLDC在電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)上的應(yīng)用。

　　可行性分析

　　BLDC轉(zhuǎn)矩脈動的抑制是當(dāng)前研究的熱點，通過閱讀相關(guān)專業(yè)書籍和文獻(xiàn)，結(jié)合電動汽車的性能要求，利用實驗室良好的實驗條件，完全可以設(shè)計出有效抑制低速轉(zhuǎn)矩脈動的電動汽車用大功率BLDC.

　　研究方法與步驟

　　1. 閱讀相關(guān)專業(yè)書籍和文獻(xiàn)，全面掌握BLDC的原理和設(shè)計方法，深入了解課題當(dāng)前的研究動態(tài)和方法。

　　2. 學(xué)習(xí)電機設(shè)計和仿真軟件。

　　3. 結(jié)合電動汽車性能要求，以減小轉(zhuǎn)矩脈動，提高功率密度為主要目標(biāo)，設(shè)計電機。

　　4. 對設(shè)計的樣機進(jìn)行實驗仿真，驗證其性能。

　　擬采用的技術(shù)措施

　　1. 根據(jù)電動汽車的性能要求和電機的功率等級確定電機定轉(zhuǎn)子的參數(shù)和主要尺寸。

　　2. 使用Ansoft軟件為BLDC建模。

　　3. 利用有限元法驗證所設(shè)計的磁路系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和尺寸，槽開口寬度等參數(shù)是否滿足設(shè)計目標(biāo)。

　　課題進(jìn)展計劃

　　20XX.X-20XX.X 閱讀專業(yè)書籍和文獻(xiàn)，掌握BLDC基礎(chǔ)知識，了解課題當(dāng)前研究動態(tài)；

　　20XX.X-20XX.X 學(xué)習(xí)Ansoft軟件，對BLDC進(jìn)行建模。

　　20XX.X-20XX.X 在已有理論基礎(chǔ)上，對BLDC的磁路結(jié)構(gòu)和尺寸、槽開口寬度和極槽組合進(jìn)行合理設(shè)計，并進(jìn)行有限元分析，驗證其性能。

　　20XX.X-20XX.X 進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計的樣機，以滿足電動汽車的性能要求。

　　20XX.X-20XX.X 完成論文，畢業(yè)答辯。

　　主要參考文獻(xiàn)

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