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電動(dòng)汽車用大功率無刷直流電機(jī)設(shè)計(jì)開題報(bào)告
課題國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
無刷直流電機(jī)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、調(diào)速性能好、效率高、能量密度大、過載能力強(qiáng)、性能穩(wěn)定、安全可靠，是電動(dòng)汽車的理想驅(qū)動(dòng)電機(jī)。目前，許多國外汽車廠商生產(chǎn)的電動(dòng)汽車已采用無刷直流電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，如：日本豐田公司的CUV-4、EV-PIus電動(dòng)轎車，日產(chǎn)公司的Prairie JOY廂式電動(dòng)車，中部電力公司得Dream Mini電動(dòng)轎車，東京電機(jī)大學(xué)的2座電動(dòng)轎車等。國家“863”計(jì)劃將永磁高速無刷直流電動(dòng)機(jī)列為電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)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(dòng)機(jī)的研究方面仍處于起步階段。永磁無刷直流電動(dòng)機(jī)在電動(dòng)汽車領(lǐng)域的應(yīng) 用，還有待其在本體設(shè)計(jì)和控制策略方面技術(shù)的成熟。
國內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)及存在問題
目前，無刷直流電機(jī)在電動(dòng)汽車中的應(yīng)用主要存在低速轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)和退磁問題。嚴(yán)重影響整車性能。對于轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，當(dāng)前主要從電機(jī)本體設(shè)計(jì)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(jī)設(shè)計(jì)方面要考慮工作溫度點(diǎn)、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(jì)一臺(tái)滿足電動(dòng)汽車性能要求的30kW無刷直流電機(jī)。主要研究內(nèi)容如下：
�。�1）合理設(shè)計(jì)電機(jī)槽開口寬度、合理配置電機(jī)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(dòng)汽車對電機(jī)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(jì)槽開口寬度抑制轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，從而改善電動(dòng)汽車低速運(yùn)行時(shí)的振動(dòng)和噪聲問題。
（3）對設(shè)計(jì)的樣機(jī)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)仿真。
研究意義
無刷直流電機(jī)是應(yīng)用于電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的最有前途的電機(jī)之一。本論文致力于對電動(dòng)汽車用BLDC存在的低速轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)進(jìn)行研究，并通過合理設(shè)計(jì)進(jìn)一步提高電機(jī)的功率密度。通過實(shí)驗(yàn)仿真驗(yàn)證所提出方法的有效性，從而促進(jìn)BLDC在電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)上的應(yīng)用。
可行性分析
BLDC轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的抑制是當(dāng)前研究的熱點(diǎn)，通過閱讀相關(guān)專業(yè)書籍和文獻(xiàn)，結(jié)合電動(dòng)汽車的性能要求，利用實(shí)驗(yàn)室良好的實(shí)驗(yàn)條件，完全可以設(shè)計(jì)出有效抑制低速轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的電動(dòng)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(jì)方法，深入了解課題當(dāng)前的研究動(dòng)態(tài)和方法。
2. 學(xué)習(xí)電機(jī)設(shè)計(jì)和仿真軟件。
3. 結(jié)合電動(dòng)汽車性能要求，以減小轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，提高功率密度為主要目標(biāo)，設(shè)計(jì)電機(jī)。
4. 對設(shè)計(jì)的樣機(jī)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)仿真，驗(yàn)證其性能。
擬采用的技術(shù)措施
1. 根據(jù)電動(dòng)汽車的性能要求和電機(jī)的功率等級確定電機(jī)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(yàn)證所設(shè)計(jì)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(jì)目標(biāo)。
課題進(jìn)展計(jì)劃
20XX.X-20XX.X 閱讀專業(yè)書籍和文獻(xiàn)，掌握BLDC基礎(chǔ)知識(shí)，了解課題當(dāng)前研究動(dòng)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(jì)，并進(jìn)行有限元分析，驗(yàn)證其性能。
20XX.X-20XX.X 進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)的樣機(jī)，以滿足電動(dòng)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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