回收汽車制動能量的發(fā)電裝置畢業(yè)論文

1、畢業(yè)設(shè)計回收汽車制動能量的發(fā)電裝置摘要 通過對國內(nèi)外制動能量回收利用裝置的研究，結(jié)合未來電動汽車驅(qū)動方式的發(fā)展方向，本文研究利用輪轂式發(fā)電機回收制動能量的實用技術(shù)。根據(jù)電機的可逆原理當(dāng)原動機驅(qū)動電樞繞組在主磁極n、s之間旋轉(zhuǎn)時，電樞繞組上感生出電動勢，經(jīng)電刷、換向器裝置整流為直流后，引向外部負(fù)載（或電網(wǎng)），對外供電，此時電機作直流發(fā)電機運行 首先，選擇永磁無刷直流電機。與其他電機相比,永磁無刷電機具有功率密度高、效率高、體積小、結(jié)構(gòu)簡單、輸出轉(zhuǎn)矩大、可控性好、可靠性高、噪聲低等一系列優(yōu)點,在電動車領(lǐng)域頗受青睞。本文將進行永磁無刷直流電機的結(jié)構(gòu)設(shè)計及優(yōu)化。 然后，進行結(jié)構(gòu)設(shè)計并根據(jù)結(jié)構(gòu)參數(shù)繪制c

2、ad圖紙，并應(yīng)用ug軟件進行三維建模。對發(fā)電機的端蓋、定子、轉(zhuǎn)子進行結(jié)構(gòu)設(shè)計并查閱資料，確定各主要參數(shù)。最后，將cad圖紙面域?qū)隺nsys,利用ansys對電機二維電磁仿真模型進行電機內(nèi)部永磁磁場進行仿真計算。通過對仿真結(jié)果的分析，檢驗該轉(zhuǎn)子電機磁路的合理性，并對電機進行優(yōu)化設(shè)計以提高電機性能的改進措施；通過對某相電樞磁場磁路的研究分析，表明采用該轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的電機利用電樞磁場進行弱磁的效果可以得到較好改善。關(guān)鍵詞：電動汽車，輪轂電機，回收制動能量，仿真計算abstract thought the research of the braking energy recovery device at

3、 home and abroad, combined with the future direction of the development of electric vehicle driving technology, this paper will develop a wheel type generator to recover brake energy. firstly, the permanent brushless dc motor was chose . compared with other motor, the permanent magnet brushless dc m

4、otor has high power density, high efficiency, small volume, simple structure, large output torque, good controllability, high reliability, low noise and a series of advantages, so in the field of electric vehicles it is used widely. in this paper, the permanent magnet brushless dc motor structure wi

5、ll be design and optimized. then, design the structural of generator and according to the structure parameters to draw cad drawings, and use ug software to create three-dimensional modeling. design the structure of stator, rotor end cap and determine the main parameters. finally, import the cad draw

6、ing plane domain into ansys and use ansys to simulation the model of motor interior permanent magnet magnetic field. through the analysis of the simulation results, test if the rotor motor magnetic circuit is reasonable, and conduct the optimization design in order to improve motor performance.keywo

7、rds: electric vehicle, wheel-hub motor, recovery of braking energy， fractional slot, tms320lf2407a, simulation calculation目錄摘要abstract第一章 緒論11.1 課題來源及研究意義11.2 輪轂電機的研究現(xiàn)狀11.2.1 國內(nèi)研究現(xiàn)狀概述11.2.2 國外研究現(xiàn)狀概述21.3 本文的主要研究內(nèi)容5第二章 電動汽車用輪轂電機62.1 常用電動汽車輪轂電機類型62.1.1直流電機62.1.2 感應(yīng)電機72.1.3 開關(guān)磁阻電機72.1.4 永磁無刷直流電機72.2 電動汽

8、車用輪轂電機系統(tǒng)永磁材料82.3 本文所設(shè)計電機的主要特點92.4 本文電機設(shè)計的原則102.5 本章小結(jié)10第三章 輪轂電機結(jié)構(gòu)設(shè)計及主要參數(shù)的設(shè)計計算113.1 電機的總體結(jié)構(gòu)113.1.1電機相數(shù)的確定113.1.2電機繞組的設(shè)計113.1.3 極槽配合的設(shè)計123.1.4 電機轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)確定133.1.5 定轉(zhuǎn)子相對位置確定143.2 輪轂電機各參數(shù)設(shè)計計算143.2.1 輪轂電機額定參數(shù)設(shè)計143.2.2 輪轂電機永磁體尺寸設(shè)計143.2.3 輪轂電機轉(zhuǎn)子尺寸計算163.2.4 輪轂電機每槽匝數(shù)的計算173.2.5 輪轂電機定子尺寸計算183.2.6 輪轂電機定子電樞繞組計算203.3

9、 輪轂電機的結(jié)構(gòu)設(shè)計213.4 本章小結(jié)22第四章 輪轂電機二維靜態(tài)磁場仿真分析234.1 電磁場有限元法計算的步驟234.1.1 建立電機二維模型并導(dǎo)入ansys軟件234.1.2 設(shè)置圖形用戶界面（gui）并處理導(dǎo)入的模型234.1.3材料屬性的定義254.1.4磁極的磁化方向的定義254.1.5 賦予材料屬性并劃分網(wǎng)格264.1.6 設(shè)置邊界條件274.1.7 求解274.1.8 后處理284.2 電樞槽的優(yōu)化304.3 本章小結(jié)31第五章 輪轂電機回收制動能量的工作原理325.1 儲能裝置的設(shè)計325.2 制動能量回收裝置的控制策略325.3 電機的可逆性325.4 本章小結(jié)32參考文

10、獻33致謝35第一章 緒論1.1 課題來源及研究意義近年來，我國汽車工業(yè)迅速崛起產(chǎn)，銷量均列世界之首。據(jù)2011年中國汽車工業(yè)協(xié)會的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，我國汽車產(chǎn)銷量分別為1841.89萬輛和1850.51萬輛。汽車帶來的環(huán)境和能源問題日益嚴(yán)峻，發(fā)展節(jié)能減排技術(shù)迫在眉睫。目前，世界各國都開始加強對汽車制動能量回收利用技術(shù)的研究。 用于汽車的制動能量回收利用裝置的作用是制動時將汽車的動能轉(zhuǎn)化為電能存儲在電容器中，在需要時儲存的電能可用做驅(qū)動或者是給用電設(shè)備供電。制動能量回收利用裝置廣泛應(yīng)用在電動汽車和混合動力汽車上，進一步提高了電動車的性能。一般情況下，普通的內(nèi)燃機車很少裝有制動能量回收利用裝置，制動時的

11、動能轉(zhuǎn)化為熱能排放到大氣中，白白浪費掉。本文將設(shè)計一種回收制動能量的輪轂式發(fā)電機。輪轂驅(qū)動技術(shù)是未來電動車、混合動力汽車，驅(qū)動方式的發(fā)展方向。本文采用的直流無刷永磁電機，具有可逆性，既可作為電動機，也可作為也可以作為電動機。當(dāng)汽車制動時可作為發(fā)電機回收制動能量。究制動能量回收利用的優(yōu)點如下：1.改善汽車的燃油經(jīng)濟性，減少燃油消耗；2.排放性能得到改善，有利于環(huán)境保護；因此，制動能量回收利用裝置的研具有重大意義。1.2 輪轂電機的研究現(xiàn)狀1.2.1 國內(nèi)研究現(xiàn)狀概述 目前，國內(nèi)輪轂電機技術(shù)還不成熟，還在不斷探索的道路上。由于國家對電動汽車技術(shù)的大力扶持，國內(nèi)各知名高校對輪轂電機技術(shù)的研究也不斷加

12、強，并取得了一定的成果。哈爾濱工業(yè)大學(xué)愛英斯電動汽車研究所自主研發(fā)出了采用多態(tài)輪轂電機驅(qū)動的ev962i型電動汽車；同濟大學(xué)汽車學(xué)院自主研發(fā)出了，使用多個低速永磁直流無刷輪轂電機直接驅(qū)動的春暉號電動汽車；中科院北京三環(huán)通用電氣公司研發(fā)出了功率為7.5 kw的供電動汽車使用的輪轂電機。此外，國產(chǎn)汽車品牌奇瑞，正在探索將該技術(shù)用于量產(chǎn)電動車上。在2011上海車展上，奇瑞公司推出了采用輪轂電機驅(qū)動的增程式電動汽車瑞麒x1。下圖為在上海車展上展出的瑞麒x1-ev。圖1-1 瑞麒x1-ev1.2.2 國外研究現(xiàn)狀概述 國外對輪轂電機的研究起步比較早，技術(shù)也比較先進。汽車工業(yè)比較發(fā)達的國家，比如美國、日本

13、，逐步將該技術(shù)在量產(chǎn)車上推廣。下面將具體介紹各汽車工業(yè)發(fā)達國家輪轂電機的發(fā)展現(xiàn)狀。（1）美國輪轂電機發(fā)展現(xiàn)狀。 美國通用汽車高級技術(shù)研發(fā)中心在雪弗蘭s-10皮卡上使用了自行研制的輪轂電機并取得良好的效果。該皮卡裝上輪轂電機后，車輪的質(zhì)量只增加15kg，但能夠產(chǎn)生的功率高達25kw，進一步改善了汽車的加速性能。采用輪轂電機技術(shù)的福特f-150將此前的所有傳動部件通通舍棄不用，讓車輛的傳動部件更為簡單，質(zhì)量減輕，圖1-2為汽車實物圖。 圖1-2福特 f-150（2）日本輪轂電機的研究現(xiàn)狀 日本的輪轂電機技術(shù)更是處于世界領(lǐng)先的水平，像本田、豐田這樣汽車巨頭在不斷推出自己的輪轂電機產(chǎn)品，圖1-3為豐田

14、研制的輪轂電機實物。日本的各大高校也有很多對輪轂電機技術(shù)進行了深入地研究。日本慶應(yīng)義塾大學(xué)清水浩教授對輪轂電機驅(qū)動的電動車研究有很深的造詣，自主研發(fā)出了采用輪轂電機驅(qū)動技術(shù)的型號為iza、eco、kaz的電動汽車。 圖1-3 豐田輪轂電機實物（3）法國輪轂電機研究現(xiàn)狀法國tm4公司設(shè)計的采用外轉(zhuǎn)子式永磁無刷直流電機的一體化輪轂電機。該電機具有很好的性能，電機的額定功率可達到18. 5 kw,電機的額定轉(zhuǎn)速950 r/min,額定工況下?lián)碛懈哌_96%的平均效率;峰值功率為驚人的80 kw,峰值扭矩可高達670 nm,最高轉(zhuǎn)速可以達到1 385 r/min，結(jié)構(gòu)圖如1-1所示。此電機實現(xiàn)了電機轉(zhuǎn)子

15、、輪輞以及制動器的高度集成，質(zhì)量輕，能降低汽車非彈簧質(zhì)量，提高汽車的操控性能。但是，該電機結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，零部件的加工精度要求較高，散熱較差，維修難度大，電機軸向長度要求嚴(yán)格。 圖1-4 一體化輪轂電機（4）英國輪轂電機研究現(xiàn)狀下圖為英國pml flightlink公司研制的輪轂電機，目前已在實際車型中應(yīng)用，比如volvo rechange c30混合動力汽車和ford-50純電動汽車。其實物圖如1-2所示，該雖然電機結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，但是具有較高的安全性。該電機由若干可獨立運轉(zhuǎn)的子電機系統(tǒng)組成，電機運轉(zhuǎn)時的轉(zhuǎn)矩和功率由各個子系統(tǒng)共同提供。即使有一個子系統(tǒng)不能正常運轉(zhuǎn)，整個電機正常運轉(zhuǎn)也不會受到太大

16、的影響。但是，每一子系統(tǒng)都要配備一個逆變器和功率器件控制系統(tǒng)，控制復(fù)雜，成本較高。由于空間有限，要求電子元件的體積小，因此，焊接困難。另外，該電機集成程度高，溫升較高，不便于維護。 圖1-5 pml flightlink研制的輪轂電機（5）俄羅斯輪轂電機研究現(xiàn)狀 俄羅斯研制的高轉(zhuǎn)矩密度輪轂電機，圖1-3為其轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)示意圖。由于采用內(nèi)外雙轉(zhuǎn)子組合使用的結(jié)構(gòu)，該電機的空間利用率較高，有利于減小輪轂電機的尺寸。該電機的永磁體黏貼在轉(zhuǎn)子上，增加了永磁體的體積，提高了電機性能，同時也增了成本。 圖1-6電機轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)示意圖1.3 本文的主要研究內(nèi)容 本文所研究的制動能量回收利用裝置的主體部分，選用永磁直流

17、無刷電機。因為永磁無刷電機具有功率密度高、效率高、體積小、結(jié)構(gòu)簡單、輸出轉(zhuǎn)矩大、可控性好、可靠性高、噪聲低等一系列優(yōu)點,在電動車領(lǐng)域頗受青睞。本文的主要內(nèi)容是對永磁直流無刷電機進行結(jié)構(gòu)設(shè)計并進行磁路優(yōu)化：（1）查閱資料，對電機進行結(jié)構(gòu)設(shè)計并計算電機的各種參數(shù)。（2）繪制定子、轉(zhuǎn)子、端蓋的cad圖，然后利用ug軟件對這些零部件進行建模。（3）將定子轉(zhuǎn)子的二維組合圖導(dǎo)入ansys進行磁場分析，并根據(jù)分析結(jié)果對磁路進行優(yōu)化，以提高電機的性能。第二章 電動汽車用輪轂電機2.1 常用電動汽車輪轂電機類型 由于能源和環(huán)保問題日益嚴(yán)峻，各國政府都開始更加重視節(jié)能環(huán)保電動汽車的研發(fā)。制動能量回收利用是電動汽車

18、重要的節(jié)能技術(shù)之一，而電機的性能對能量回收的效率有很大的影響。用于回收制動能量的輪轂電機除了要具有一般電機的電器特性之外，還要有特殊要求的電器性能。比如由于電動汽車一般是露天運行，地點不固定，對可靠性要求較高；還要抑制電機的轉(zhuǎn)矩脈動以保證汽車的平順性。因此，回收制動能量的輪轂電機要滿足以下幾點要求：1.電能轉(zhuǎn)化效率高，減小電池電源空間限制。2具有良好的密封性能和較高的可靠性。3.制動能量回收效率高，延長行駛里程效果明顯。4.轉(zhuǎn)矩脈動小，滿足汽車平順性要求。5.結(jié)構(gòu)緊湊，克服輪轂空間限制。 目前，電動汽車上經(jīng)常使用的輪轂電機主要有直流電機、感應(yīng)電機、永磁無刷直流電機以及開關(guān)磁阻電機等。下面將對各

19、種電機的性能和優(yōu)缺點做具體介紹，從而選擇出最適合輪轂電機使用的電機類型。2.1.1直流電機 直流電機在早期電動汽車上有廣泛地應(yīng)用。因為對直流電機的研究比較早，技術(shù)也比較成熟。直流電機具有良好的控制特性、調(diào)速性能和成本低等優(yōu)點。但是電機定轉(zhuǎn)子都采用銅線繞組勵磁，電能消耗多，效率低。另外，電機上的電刷、換向器等運動接觸零件使在高速旋轉(zhuǎn)時電刷與換向器之間容易產(chǎn)生火花，在一定情況下還可能產(chǎn)生“環(huán)火”，限制了電機轉(zhuǎn)速的提高。并且，轉(zhuǎn)子總成損耗嚴(yán)重，使得散熱困難，溫升較大。與其他類型的電機相比，直流電機結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積大、質(zhì)量較重，對使用環(huán)境要求相對較高，可靠性比較差，要求維修和護理的頻率高。因此，直流電機

20、在純電動汽車上的使用越來越少，國外對電動汽車用直流電機的研究也在逐步減少。2.1.2 感應(yīng)電機 近些年來，隨著計算機技術(shù)的迅速發(fā)展，電力電子技術(shù)的逐步成熟和變頻調(diào)速技術(shù)不斷取得突破，交流電機研究取得重大突破。異步感應(yīng)電機主要有兩種：繞線式異步電機和感應(yīng)電機（又稱鼠龍式異步電機），其中三相鼠籠式感應(yīng)電機在電動汽車上有較廣泛地應(yīng)用感應(yīng)電機的轉(zhuǎn)子和定子一般是用多層硅鋼片疊制而成，電機前后端蓋一般使用鋁蓋封裝，轉(zhuǎn)子和定子相互獨立，結(jié)構(gòu)簡單，經(jīng)久耐用，運行可靠。感應(yīng)電機有很廣的功率范圍，能夠滿足各種不同的工況；感應(yīng)電機也有很廣的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)范圍，最高可達每分鐘上萬轉(zhuǎn)。電機可采用空氣冷卻和液體冷卻兩種不同的冷

21、卻方式，需要根據(jù)工況靈活選擇，保證電機的正常運行感應(yīng)電機的轉(zhuǎn)子上繞有銅線繞組，運行時消耗能量，降低能量轉(zhuǎn)化率，并且隨電機參數(shù)的變化控制性能波動較大，控制系統(tǒng)復(fù)雜。2.1.3 開關(guān)磁阻電機 從20世紀(jì)80年代開始，研究者開始研究用于驅(qū)動電動汽車的開關(guān)磁阻電機（srm）。這種電機一般采用凸極結(jié)構(gòu)，只在定子上有繞組，轉(zhuǎn)子上既沒有銅線繞組，也沒有永磁體。電機結(jié)構(gòu)簡單可靠性高，質(zhì)量輕，成本低，效率高，便于維修。可實現(xiàn)在較寬的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，轉(zhuǎn)矩和速度的靈活控制，同時，啟動時可以實現(xiàn)高轉(zhuǎn)矩和低功率，有良好的轉(zhuǎn)矩-轉(zhuǎn)速特性。與其他類型電機相比，開關(guān)磁阻電機有跟高的功率密度和更高的調(diào)速范圍。但是，開關(guān)磁阻電機的控

22、制系統(tǒng)復(fù)雜，控制困難，并且開關(guān)磁阻電機噪聲嚴(yán)重和轉(zhuǎn)矩脈動大等問題，限制了其在電動汽車上的應(yīng)用。2.1.4 永磁無刷直流電機永磁無刷直流電機是電流波形為矩形波的永磁無刷電機，由于該類型電機是由電子換相器換相，省去了傳統(tǒng)的電刷和換向器，可靠性高，效率高。在相同轉(zhuǎn)速條件下比其它類型電機體積小，質(zhì)量輕。永磁無刷電機的轉(zhuǎn)子由永磁體勵磁，無電能損耗，效率高，功率密度高11。永磁無刷電機轉(zhuǎn)子無磨損，電機溫升主要來源于定子繞組，易于冷卻。由于電機具有實現(xiàn)四象限工作的性能，實現(xiàn)制動能量回收相對容易。電機電磁時間常數(shù)小，動態(tài)特性好。但該類型電機也有不足之處，如轉(zhuǎn)矩脈動及弱磁困難等問題。由于永磁無刷直流的突出優(yōu)點，

23、而且上述問題已經(jīng)得到一定改善，目前該類型電機在電動汽車上應(yīng)用較為廣泛。表2-1較為詳細(xì)地列出了以上四種電機的各項性能參數(shù)。表2-1四種電機性能參數(shù)比較項目直流電機感應(yīng)電機永磁無刷直流電機開關(guān)磁阻電機功率密度一般中高中效率/%6075798590927886功率因數(shù)/%8089828590936065可靠性 差一般好好電動機重量重較重輕一般成本/(美元/kw)12178121015610可控性好好好好控制成本一般高一般高綜合性能差中好中 通過表2-1各項性能參數(shù)的對比可看出，永磁直流無刷電機能很好的滿足輪轂電機的各種設(shè)計要求，是本文所設(shè)計輪轂電機的最佳選擇。2.2 電動汽車用輪轂電機系統(tǒng)永磁材料

24、 電動車用永磁電機由于受汽車空間的限制，與其他機械用電機相比，對體積的要求比較嚴(yán)格。在相同性能參數(shù)下，永磁體的性能的提高有助于減小電機本體的體積。因此，高性能永磁材料的地研發(fā)是提高電動車用輪轂電機性能的重要方面。 稀土永磁材料、鋁鎳鈷永磁材料、鐵氧體，這三種永磁材料是目前應(yīng)用最為廣泛的永磁電機磁性材料。 鋁鎳鈷永磁材料有剩磁高、工作范圍廣、溫度系數(shù)低等優(yōu)點，在當(dāng)時永磁電機上有廣泛地應(yīng)用。加工鋁鎳鈷永磁材料的工藝有鑄造和燒結(jié)兩種，但是這兩種工藝都有各自的不足。鋁鎳鈷硬脆進行鉆孔或切削比較困難，這就要求鑄造模具具有很高的精度；而燒結(jié)工藝只適合加工小尺寸的永磁材料，并且加工出來的材料磁性比較低。由于

25、鋁鎳鈷永磁材料的退磁曲線是曲線，不與回復(fù)線重合，所以為了保證材料永磁磁性的穩(wěn)定，在安裝前需要對其進行穩(wěn)磁處理，加大了人力物力的消耗。隨著技術(shù)的發(fā)展，鋁鎳鈷永磁材料又被其他材料取代的趨勢。 鐵氧體永磁材料不含鈷、鎳等貴重金屬及稀土元素，并且加工工藝比較簡單，因此成本較低。鐵氧體永磁材料具有較大的矯頑力，可以達到128ka/m320ka/m，較小的密度，電阻率高，退磁曲線大部分與回復(fù)線重合，一般不需對其進行永磁處理，因此在永磁電機中得到廣泛地應(yīng)用。但是，由于具有的剩磁和最大磁能積較小，因此要求鐵氧體的永磁材料的體積比較大，造成電機的體積較大。另外，由于具有較大的溫度系數(shù)，材料的磁性性能隨溫度的變化

26、比較大。 稀土永磁材料與鋁鎳鈷永磁材料的剩磁和最大磁能積相近，但磁感應(yīng)矯頑力較大，大約是鐵氧體永磁的三倍。此外，稀土永磁的回復(fù)線基本與退磁線重合，一般不需進行穩(wěn)磁處理，并且其居里點高，溫度系數(shù)低。綜上所述，稀土鈷永磁材料的穩(wěn)定性比較好。 稀土釹鐵硼具有優(yōu)越的磁性能，其磁性能高于稀土鈷永磁材料，常溫下剩余磁感應(yīng)強度可達1.47t，感應(yīng)矯頑力可達990ka/m，最大磁能積高達390 kj/m3 ，可以說是目前綜合性能最高的永磁材料。此外，很重要的一點是價格相對鋁鎳鈷價格便宜。表2-2具體對比了以上三種永磁材料的性能參數(shù)。表2-2 永磁材料性能參數(shù)性能剩磁感br（t）矯頑力hc(ka/m)磁能積(k

27、j/ m3)溫度系數(shù)(%/c)比重(g/cm3)比電阻(/cm)釹鐵硼1.25872288-0.1267.4144鋁鎳鈷1.1512888-0.037.345鐵氧體0.4422436.8-0.185.0103 通過對鐵氧體和稀土永磁材料對電機影響的分析，永磁電機要求永磁材料材料具有高矯頑力，高剩磁感應(yīng)強度，高最大磁能積等磁特性。由上表可知，釹鐵硼稀土永磁材料最符合要求。因此，選擇釹鐵硼稀土永磁材料作為本電機的永磁材料。2.3 本文所設(shè)計電機的主要特點本文設(shè)計的永磁直流無刷電機具有以下特點：（1）該電機采用高性能的矩形釹鐵硼永磁材料，體積較小，質(zhì)量輕，加工工藝簡單，功率密度高。（2）采用外轉(zhuǎn)子型

28、電機，回收制動能量時，使用輪轂直接驅(qū)動。電機轉(zhuǎn)子與車輪輪轂固定在一起，動力直接傳動，減少了機械損耗，提高了傳動效率。（3）定子電樞繞組采用多股細(xì)銅線繞制的的分?jǐn)?shù)槽繞組。定子電樞繞組采用分?jǐn)?shù)槽形式能夠縮短線圈的周長和繞組端部，能夠減小原件個數(shù)，降低銅耗，傳動效率高。 該電機的裝配圖如2-4所示。圖2-4輪轂電機總裝配圖1.轉(zhuǎn)子；2.螺栓；3.墊圈；4.后端蓋；5.軸；6.軸承；7.定子支架；8.螺栓；9.墊圈；10.墊圈；11.螺栓；12.軸承；13.定子；14.螺栓；15.墊圈2.4 本文電機設(shè)計的原則對于本文要設(shè)計的輪轂式制動能量回收利用裝置要滿足以下特殊要求：1.電能轉(zhuǎn)化效率高，減小電池電

29、源空間限制。2.應(yīng)具有較好的密封性和較高的可靠性。3.制動能量回收效率高，延長行駛里程效果明顯。4.轉(zhuǎn)矩脈動小，滿足汽車平順性要求。5.結(jié)構(gòu)緊湊，克服輪轂空間限制。2.5 本章小結(jié) 本章講述了輪轂電機的常用電機類型及其優(yōu)缺點，最終選擇基于永磁無刷直流電機對制動能量回收利用裝置進行研究；本章還介紹了永磁電機上常用的永磁材料及其優(yōu)缺點，最終選擇了綜合性能較好的鐵釹硼材料作為所設(shè)計永磁電機的永磁材料。此外，本章還介紹了所設(shè)計永磁電機的主要特點和基本的設(shè)計原則。第三章 輪轂電機結(jié)構(gòu)設(shè)計及主要參數(shù)的設(shè)計計算3.1 電機的總體結(jié)構(gòu)3.1.1電機相數(shù)的確定 永磁無刷直流電機的相數(shù)，可以是兩相、三相、四相、五

30、相甚至是十二相。相數(shù)的多少不僅會在很大程度上決定發(fā)電機的各項技術(shù)指標(biāo)和性能，同時也影響發(fā)電機的經(jīng)濟性能。兩相發(fā)電機的電路簡單，元件使用量比較少，成本比較低，但是轉(zhuǎn)矩脈動較大。隨著電機電樞相數(shù)增多，轉(zhuǎn)矩脈動和噪聲會比較小，但是會帶來繞組繞線困難，控制系統(tǒng)復(fù)雜的問題。目前，一般中小型電機使用三相或四相，又奇數(shù)相的轉(zhuǎn)矩脈動比較小，所以本電機采用三相繞組。又考慮到電機雜散損耗，采用繞組采用星型接法。紹。3.1.2電機繞組的設(shè)計 定子繞組是是電機定子的主要組成部分，由線圈組在端部以一定方式連接起來構(gòu)成定子電路，與轉(zhuǎn)子磁通相對運動產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。電機繞組的分類有很多方法，根據(jù)不同的分類標(biāo)準(zhǔn)，有很多種類。選

31、擇出合適的繞組類型對提高電機的性能有很大的幫助。無刷直流電機繞組選擇時必須滿足以下基本條件：（1） 沿圓周排列的繞組導(dǎo)體通電后產(chǎn)生與轉(zhuǎn)子磁極相同的極數(shù)；（2） 用較少的銅材料得到最大轉(zhuǎn)矩和反電動勢；（3） 繞組加工工藝簡單，維修方面；（4） 絕緣性好，溫升低，可靠性高； （5）消除反電動勢高次諧波，減小轉(zhuǎn)矩脈動；在滿足以上條件的前提下，本文所設(shè)計電機采用短距分?jǐn)?shù)槽集中雙層繞組，為達到每相繞組所占槽數(shù)均勻的目的，三相繞組采用如下繞法（從a相開始）：（1）a相繞4個齒后隔六個槽再繞4個齒，隔七個槽后繞3個齒，再隔7個槽后繞3個齒，再隔7個槽后繞3個齒。（2）b相先每隔7個槽繞3個齒，繞3次，再每隔

32、7個槽繞4個齒，繞兩次。（3）c相先繞3個齒，隔7個槽后，繞4個齒，繞2次，再每隔7個槽繞3個齒，繞2次。最后三相繞組連接在一起組成y形連接，圖3-4為三相繞組展開圖，圖中數(shù)字為定子齒號。圖3-4 繞組繞法展開圖3.1.3 極槽配合的設(shè)計 電機脈動問題如齒槽轉(zhuǎn)矩脈動、換向轉(zhuǎn)矩脈動等，一直制約著永磁直流無刷電機性能的進一步提高。分?jǐn)?shù)槽繞組電機是指繞組每極每相的槽數(shù)為分?jǐn)?shù)的電機。分?jǐn)?shù)槽繞組電機體積一般比較小、轉(zhuǎn)矩脈動比較低、效率高，成本也相對較低。另外，分?jǐn)?shù)槽繞組還可以，減少端部損耗，減小定子線圈端部長度和繞組的互感系數(shù)。由于分?jǐn)?shù)槽繞組具有很多整數(shù)槽繞組所不具備的優(yōu)點，目前在電機上的應(yīng)用越來越廣泛

33、。本文所設(shè)計電機也采用分?jǐn)?shù)槽繞組，并為進一步降低齒槽轉(zhuǎn)矩脈動，提高電機性能，要對電機的極槽配合進行優(yōu)化。 通過查閱有關(guān)文獻得無刷直流電機分?jǐn)?shù)槽集中繞組組合計算表，如表3-1所示。表3-1三相無刷直流電機分?jǐn)?shù)槽集中繞組組合計算表 從表3-1可以看出，極對數(shù)為5、7、11、13、17、19、23時，各種槽數(shù)與極對數(shù)間沒有公約數(shù)，為分?jǐn)?shù)槽單元機組合，這時電機機數(shù)與槽數(shù)成績越大，齒槽轉(zhuǎn)矩越小。對于分?jǐn)?shù)槽集中繞組，如果兩個元件邊電動勢相位角接近1800 ，即槽距角，即，則繞組系數(shù)較高，反電動勢波形更趨于標(biāo)準(zhǔn)，電機脈動小。當(dāng)取與的差值較小的組合時，較接近1800 。當(dāng)電機的極數(shù)較多時，可以把傳統(tǒng)的弧形或瓦

34、片形磁鋼改為長方體形，這樣就極大的簡化了加工工藝，從而降低了成本。所以，本文所設(shè)計的電機采用23個對極，51個槽。3.1.4 電機轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)確定 永磁電機的轉(zhuǎn)子具有很多種結(jié)構(gòu)，有不同種的分類方法。根據(jù)電樞繞組位置不同可以分為內(nèi)轉(zhuǎn)子和外轉(zhuǎn)子兩種結(jié)構(gòu)，該電機采用外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)；按永磁體磁化方向又可分為徑向勵磁結(jié)構(gòu)，橫向勵磁結(jié)構(gòu)，切向勵磁結(jié)構(gòu)，永磁爪極式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)四種類型。本文所設(shè)計電機采用徑向勵磁結(jié)構(gòu)。 爪極式轉(zhuǎn)子是由一個柱狀環(huán)形磁鋼和兩個各帶極對數(shù)個爪的法蘭盤組成，如圖3-1所示。法蘭盤上的爪在圓周上相互嚙合，在歐兩法蘭之間是柱狀環(huán)形磁鋼，這樣就使法蘭盤的n極爪形極靴和另一個法蘭盤的s極爪形極靴形成回路

35、，為電機提供勵磁。爪極式轉(zhuǎn)子雖然有很多優(yōu)點，但是，爪極式轉(zhuǎn)子質(zhì)量較重，加工困難，漏磁嚴(yán)重，電機的工作效率較低。所以，爪極式轉(zhuǎn)子不適宜運用在輪轂電機上。 切向轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)如圖3-2所示，磁鋼嵌入轉(zhuǎn)子內(nèi)，兩塊并聯(lián)的磁鋼經(jīng)磁軛共同提供氣隙的磁通，氣隙磁場密度可能大于磁鋼的工作點。電樞反應(yīng)產(chǎn)生的感應(yīng)磁場經(jīng)磁軛形成閉合回路，防止氣隙內(nèi)不可逆畸形磁場產(chǎn)生，而且電機的直軸電樞反應(yīng)小于交軸電樞反應(yīng)，電機有較寬的調(diào)速范圍。但是該轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)電機漏磁較多，機械強度低，加工工藝復(fù)雜，并且成本較高，該結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子不適合外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的電機。 橫向磁場結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子如圖3-3所示，該電機有一定的優(yōu)點，但是這種轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不易加工，同時定轉(zhuǎn)

36、子有軸向吸引力，裝配困難，功率因數(shù)低，控制系統(tǒng)復(fù)雜。該電機作為輪轂電機使用時技術(shù)還不成熟。 目前，徑向勵磁結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子使用較多，磁鋼用不導(dǎo)磁的螺釘與轉(zhuǎn)子鐵心固接，有時也用特制的膠將磁鋼黏貼在轉(zhuǎn)子鐵心表面。n極、s極交錯布置，形成串聯(lián)磁路，由一塊永磁體外表面向氣隙提供磁通，兩塊永磁體磁化長度共同向磁路提供磁勢該轉(zhuǎn)子又分為有極靴和無極靴兩種類型，極靴大多采用軟磁材料，磁導(dǎo)率較大，極靴轉(zhuǎn)子電機電樞磁場經(jīng)極靴形成回路，不會使磁鋼退磁。該轉(zhuǎn)子磁鋼的形狀有矩形磁鋼、弧形磁鋼、瓦片磁鋼三種類型。其中，加工工藝簡單，安裝便捷，成本較低，在多極電機中有廣泛的應(yīng)用。 3-5電機轉(zhuǎn)子二維圖 3-6電機轉(zhuǎn)子三維模型圖 本

37、文所設(shè)計的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)如上圖所示，具體的參數(shù)在以后的章節(jié)中，具體介紹。3.1.5 定轉(zhuǎn)子相對位置確定 永磁直流無刷電機要正常運行，需要確定定轉(zhuǎn)子的相對位置。目前，一般使用霍爾位置傳感器對定轉(zhuǎn)子的相對位置信號進行采集?；魻栁恢脗鞲衅鞯墓ぷ髟砗臀恢玫拇_定方法，本文不做具體介紹。3.2 輪轂電機各參數(shù)設(shè)計計算3.2.1 輪轂電機額定參數(shù)設(shè)計參數(shù)類型額定電壓un/v額定電流in/a額定功率pn/kw額定轉(zhuǎn)速rad/min額定效率%具體數(shù)值7216.051.075086.5 額定功率 1kw。隨著汽車技術(shù)的進步，汽車上用電設(shè)備不斷增加，用電量也隨著增多，因而要適當(dāng)選取額定功率大一點的發(fā)電機。3.2.2 輪

38、轂電機永磁體尺寸設(shè)計釹鐵硼永磁材料具有優(yōu)越的磁性能，同時價格也比較高。為節(jié)約成本，在能滿足使用要求的前提下要盡量減小永磁體的體積。在輸出功率一定的情況下,以下經(jīng)驗公式可以用以初步估算永磁體體積：式中：漏磁系數(shù)， s1.11.3，本設(shè)計s1.2；電動機計算功率，電機效率，本設(shè)計0.865，電機額定功率，=1.0，計算得：=1.05；起動電流倍數(shù)，本設(shè)計??；外磁路磁壓降系數(shù)，=1.53，本設(shè)計=2.5；反電動勢平均值與最大值之比，磁狀態(tài)角，本設(shè)計為三相二導(dǎo)通六狀態(tài)星形連接， 因此，計算得：=0.95;電機頻率，；極對數(shù)，本設(shè)計=23，n電機額定轉(zhuǎn)速，n=750r/min；額定工作狀態(tài)時，磁鋼中性截

39、面上的磁通密度，通常取，剩磁感應(yīng)強度, =1.25t，本設(shè)計 ，計算得：1.125；在磁鐵工作圖上，與回復(fù)直線起始點相對應(yīng)的磁鋼內(nèi)的磁場強度，通常取，矯頑力，=872ka/m，本設(shè)，計算得：5232 ka/m；公式中、均在一定范圍內(nèi)，變化不大。設(shè)計時可根據(jù)給定的額定功率、起動電流倍數(shù)、選用永磁材料的就可計算出一個永磁體的體積： 考慮到其他不可預(yù)估因素，比如加工磨損等，在實際取用時，永磁體一般要留出適當(dāng)?shù)挠嗔?，本文電機采用實際體積為的永磁材料。取永磁體的軸向長度等于定子鐵心的軸向長度（lef=50mm）。圖3-為磁化長度與氣隙系數(shù)關(guān)系曲線，在滿足永磁體抗去磁能力的前提下，為能取得較大的氣隙系數(shù)，

40、取永磁體磁化方向長度，所以永磁體的寬度。圖3-6磁化長度與氣隙系數(shù)的關(guān)系曲線3.2.3 輪轂電機轉(zhuǎn)子尺寸計算轉(zhuǎn)子內(nèi)徑：式中：電樞外徑,；氣隙長度，本計計??；極靴高，本設(shè)計??；計算得：機殼厚度：式中計算極弧系，極弧系數(shù)，本設(shè)計取=0.85，極距，p極對數(shù)，p=23，計算得=0.91電樞計算長度，電樞長度，=50mm，計算得：=51.6mm；氣隙磁密預(yù)估值，本設(shè)計取，工作溫度時的剩余磁通密度，工作溫度，取=100，永磁體剩余磁通密度，1.20，br的可逆溫度系數(shù)，本設(shè)計取，br不可逆損失率，取0，計算得： 1.08所以計算得： 轉(zhuǎn)子長度，d端蓋內(nèi)表面與永磁體側(cè)面的間隙，d=5mm，永磁體軸向長度，

41、計算得：=60mm；初選轉(zhuǎn)子軛磁密，一般?。?.51.8）t，取t；因此計算得轉(zhuǎn)子厚度： 考慮到電機裝配及機械強度要求，本設(shè)計取。3.2.4 輪轂電機每槽匝數(shù)的計算導(dǎo)體總數(shù)：式中：a并聯(lián)支路對數(shù)，a=1；e感應(yīng)電動勢，額定電壓，=72v，計算e=65.5v； 滿載氣隙磁通；計算得：，本設(shè)計取。每槽繞組匝數(shù) 式中 每槽元件數(shù)，；并繞根數(shù)，=1；m相數(shù)，m=3，每相槽數(shù)，本設(shè)計為三相對稱繞組，。因此計算得：3.2.5 輪轂電機定子尺寸計算中小型電機的定子槽通常有梨形槽、圓形槽、或半梨槽和梯形槽，本文選用梨形槽，如圖3-7所示。 定子沖片 梨形槽圖圖3-7 定子 定子鐵心外徑da式中：電負(fù)荷預(yù)估計值

42、，小型電機一般取30300a/cm，本設(shè)計取=95 a/cm；長徑比，本設(shè)計取；電機額定轉(zhuǎn)速，；因此=。 定子鐵芯的軸向長度本設(shè)計取。 定子槽口寬b02在保證嵌線和機械加工方便的條件下，應(yīng)選用較小的值，本設(shè)計b02=2mm。定子齒寬式中：t2槽距，；kfe定子沖片疊壓系數(shù)，一般取kfe=0.920.95，本設(shè)計取kfe=0.95；bt2硅鋼片飽和磁通密度，通常取bt2=1.5t1.8t，本設(shè)計取bt2=1.8t。因此，本設(shè)計。 定子軛部高度式中：bas定子軛部磁通密度，取bas=1.5t；空載磁通，空載氣隙磁通密度，取。因此，考慮到機械強度要求，本設(shè)計hj2=5mm。槽距=92mm計算定子槽面

43、積as定子槽上部半徑r21式中：槽口高度，=0.8mm2mm，本設(shè)計取=1.5mm。定子槽下部半徑r22，r22 = ，為滿足平行齒的設(shè)計要求，本設(shè)計取r22=2mm。定子槽上下半圓圓心距h22 式中：定子內(nèi)徑，本設(shè)計取定子槽面積as3.2.6 輪轂電機定子電樞繞組計算電樞繞組導(dǎo)線的截面積 式中： in額定相電流，in=16.05a；nt導(dǎo)線并聯(lián)導(dǎo)體數(shù)，本設(shè)計nt=1；j電流密度，本設(shè)計取j=8a/mm2；因此導(dǎo)線的截面積為：導(dǎo)線的直徑為：本設(shè)計選用導(dǎo)線的直徑。導(dǎo)線的實際截面積為：；槽滿率；電樞電阻；式中：繞組平均半匝長度，。3.3 輪轂電機的結(jié)構(gòu)設(shè)計 本文設(shè)計電機利用端蓋和汽車輪轂進行動力傳

44、遞，前后端蓋和轉(zhuǎn)子之間是用8個m8的內(nèi)六角圓柱頭螺釘連接，然后汽車輪轂和前端蓋之間用4個m12的六角螺釘相連。由于，端蓋傳遞的轉(zhuǎn)矩比較大，還要承載電動汽車的垂直載荷，因此要選擇適當(dāng)?shù)牟牧虾统叽?，以滿足機械強度。前后端蓋的三維模型圖如3-8和3-9所示。 3-8后端蓋三維圖 3-9前端蓋三維圖 該電機定子的電樞槽采用梨形槽的形式，具體尺寸已在上文中計算完成。此外，考慮到輪轂電機空間的限制，此電機定子的軸向尺寸選擇的較小，電機51槽定子的三維模型圖如3-11所示， 3-10電機的定子沖片圖 3-11電定子ug模型圖 此外，電動汽車的工作環(huán)境比較復(fù)雜，要保證輪轂電機在任何工況下都能保證可靠的工作，因

45、此電機要有良好的密封性，以防止雨水、大顆粒物體進入電機內(nèi)部，損壞電樞繞組，燒毀電機。電機的裝配圖如3-11所示。3-11電機裝配圖3.4 本章小結(jié) 本章首先對電機上的總體結(jié)構(gòu)進行設(shè)計，選擇電機的相數(shù)為三相，并采用星形繞組。與此同時，為盡量減小齒槽轉(zhuǎn)矩脈動對極槽配合進行優(yōu)化，采用46極51槽的極槽配合。本文所設(shè)計電機采用分?jǐn)?shù)槽集中繞組，并用圖解的方式，對具體的繞線方法做詳細(xì)介紹。然后，對電機的具體參數(shù)進行設(shè)計并計算出了具體的數(shù)值。最后，進行電機的結(jié)構(gòu)設(shè)計，設(shè)計出了前后端蓋、定子、轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)并繪制出了三維模型圖。第四章 輪轂電機二維靜態(tài)磁場仿真分析 ansys軟件在電機磁場分析中有廣泛地應(yīng)用，具有

46、強大的前后處理功能。使用ansys軟件進行磁場分析，只需要建立正確的電機模型，就可以獲得相應(yīng)的數(shù)據(jù)或圖形，而不需要編寫繁雜的程序或了解具體的求解過程。將模型輸入ansys后就可以進行求解，通過后處理可以得到磁力線分布圖，磁位矢圖等，通過對仿真數(shù)據(jù)的分析可以對電機磁場進行進一步的優(yōu)化設(shè)。 4.1 電磁場有限元法計算的步驟 有限元磁場分析和一般的有限元分析步驟相同，一般分為：前處理，求解，后處理。4.1.1 建立電機二維模型并導(dǎo)入ansys軟件 通過cad繪出定子轉(zhuǎn)子組合圖，然后在cad中使用boundary命令將組合圖轉(zhuǎn)化成面域的形式，然后通過“文件輸出”將保存文件名改為.sat格式，如圖4-1

47、所示。4-1導(dǎo)出sat文件 運行ansys磁場分析模塊ansys multiphysics，執(zhí)行“fileimportsat”操作 ，將創(chuàng)建的sat文件導(dǎo)入ansys軟件。4.1.2 設(shè)置圖形用戶界面（gui）并處理導(dǎo)入的模型 選擇菜單路徑：main menupreferences，在彈出的對話框中選擇magnetic-nodal，以便在進行二維靜態(tài)磁場分析時過濾掉一些不必要的菜單及相應(yīng)圖形界面。 對導(dǎo)入的模型進行處理的步驟。選擇菜單路徑：preprocessornumbering ctrls merge item，出現(xiàn)如圖4-5所示的對話框選擇allok，壓縮同一位置多個點。4-2壓縮同一位

48、置的多個點 選擇菜單路徑preprocessor modeling operate blooeans overlap areas，出現(xiàn)如圖4-6所示對話框，選擇pick all,對面進行布爾操作。4-3進行布爾運算定義單元類型，選擇plane53單元。選擇菜單路徑：proprecessorelement typeadd/edit/deleteadd，然后選擇magnetic vectorquad 8 node 53，如圖4-4所示。4-4選擇單元類型4.1.3材料屬性的定義 選擇菜單路徑：proprecessormodelingmaterial propsmaterial models，顯示圖

49、4-5的對話框進行材料屬性定義。進入圖4-5的對話框后，選擇路徑“materialnew model”創(chuàng)建新材料。4-5定義材料屬性 本文需要定義三種材料，空氣、鐵心和永磁體。首先是永磁材料，選擇型號為ntp-288h的稀土永磁材料，由于材料的退磁曲線是線性的，只需要定義相對磁導(dǎo)率和矯頑力，相對磁導(dǎo)率1.14，矯頑力872000，如圖4-6所示；空氣只需定義相對磁導(dǎo)率，其值為1.00；定子、轉(zhuǎn)子由硅鋼片壓制而成，相對磁導(dǎo)率較大，取值為1000.定義結(jié)果如圖4-7所示。 4-6定義永磁體的材料屬性 4-7定義所有的材料屬性4.1.4磁極的磁化方向的定義 在定義磁化方向時，選擇平行磁化。具體方法是

50、，對應(yīng)每一個磁極建立一個局部坐標(biāo)系，共需建立46個局部坐標(biāo)系。局部坐標(biāo)系的x軸方向默認(rèn)為指向n極，相鄰磁極的n、s極交錯排布。在建立局部坐標(biāo)系時，采用3個關(guān)鍵點的類型，選擇菜單路徑：workplanelocal coordinate systemcreatelocalby 3 keypoints +，如圖4-8所示。4-8建立局部坐標(biāo)系的菜單路徑建立完局部坐標(biāo)的結(jié)果如圖4-9所示。綠色細(xì)線為所建立的局部坐標(biāo)系。圖4-9局部坐標(biāo)系效果圖4.1.5 賦予材料屬性并劃分網(wǎng)格 在劃分網(wǎng)格之前，需要給永磁體面域賦予材料屬性及相應(yīng)的局部坐標(biāo)系。選擇菜單路徑：preprocessormeshingmesh

51、attributes pick areas，出現(xiàn)圖4-10所示對話框。選擇要賦予材料類型和局部坐標(biāo)系的面域，點擊ok，出現(xiàn)如圖4-11所示的對話框，并賦予相應(yīng)的材料屬性和局部坐標(biāo)系。 4-10選擇材料屬性 4-11賦予材料屬性 給所有的面域賦予完材料類型后，開始劃分網(wǎng)格。選擇菜單路徑：preprocessormeshingmeshtool，進行網(wǎng)格化分。網(wǎng)格的大小對求解精度的影響較大，網(wǎng)格越小求解精度越高，但計算時間也相應(yīng)越長。要根據(jù)需要靈活選擇網(wǎng)格的大小。4.1.6 設(shè)置邊界條件電機的磁場分析需要定義一定的求解區(qū)域34。由于轉(zhuǎn)子外側(cè)的磁場很弱，定子軛較大，可以認(rèn)為磁力線與邊界平行。假設(shè)鐵芯的

52、磁導(dǎo)率是各向同性的，不計磁滯效應(yīng)，不考慮渦流效應(yīng)的影響。故定義轉(zhuǎn)子外圓弧，定子內(nèi)圓弧為邊界條件，兩弧之間為求解區(qū)域。邊界條件設(shè)置如圖4-12所示。圖中紫色的線是邊界線，所圍的區(qū)域是求解區(qū)域。4-12邊界條件設(shè)置4.1.7 求解本文建立的電機磁場仿真模型為二維模型，因此完成以上步驟后，選擇2d求解器，根據(jù)實際需要對求解器進行設(shè)置，本文使用默認(rèn)設(shè)置對電機磁場進行求解。在進行ansys求解計算時，選擇菜單路徑：solutionsolve electromagenet static analysis opt&solv。求解完成后顯示圖4-13所示信息。4-13求解4.1.8 后處理有限元模型建立并求解

53、完成后，需要通過后處理模塊對仿真結(jié)果進行查看、分析。本文采用后處理模塊中的通用后處理器post1，將計算結(jié)果以簡單圖形方式顯示出來。下面是通過post1處理器得到的結(jié)果圖形。 （1）磁力線的顯示與分析單擊main menu general postproc plot result contour plot2d flux lines，其結(jié)果如圖4-14所示。圖4-14磁力線分布圖從磁力線分布圖可以看到，磁鋼之間有漏磁現(xiàn)象，因此只靠空氣來隔磁不夠。為了減少此處的漏磁，保證磁路的穩(wěn)定，永磁體之間應(yīng)填充隔磁能力更強的隔磁材料。當(dāng)定子齒處于永磁體交錯位置時，磁力線由永磁體n極出發(fā)，穿過氣隙，通過定子齒端部，再穿過氣隙，回到定子軛，回到永磁體s極，形成閉合回路，定子齒中部沒有磁力線通過，漏磁較為嚴(yán)重。但從整體上看，電機磁路的設(shè)計還是合理的。（2）磁失位的顯示與分析選擇菜單路徑：main menu general postproc plot results contour plot nodal