纯电动汽车驱动电机电磁场分布仿真与试验

【摘要】：纯电动汽车发展迅速,由于其用电设备所占比例较大,纯电动汽车电磁场强度安全问题将直接影响纯电动汽车能否真正实现产业化生产。因此在研发过程中对纯电动汽车进行电磁场数值仿真和分析有着极其重要意义。 目前针对驱动电机磁场的研究主要集中在电机内部磁场对电机动力性能的影响。对电磁安全方面的关注度较低。本文首先分析讨论了低频磁场对人体的健康影响,在0.4μ T即可能对人体产生危害以及现有纯电动车电磁场相关标准的不足。在此基础上针对某纯电动车用永磁无刷直流驱动电机在Maxwell2D中实现二维空间的磁场强度分布仿真,并分析了驱动电机产生的电磁场强度分布趋势及其安全限值问题。采用RMxprt软件进行驱动电机的结构和特性参数设计,确定了纯电动车用鼠笼感应电机的基本性能参数,通过Maxwell3D实现了电机和车体近似结构的三维建模,仿真得出鼠笼感应电机在近似车体空间内的磁场强度分布。与此同时参考国家现有的电磁场测量相关标准,针对某纯电动汽车制定了一套测量方案,使用先进的NBM550电磁分析仪进行实车车内布点测量和等效位置布点测量试验。获得实际磁场强度分布数据与仿真结果进行对比分析,验证了仿真方法的正确性。最后,对今后该方向的仿真与测试研究提出了一些看法和建议。 【关键词】：纯电动汽车 磁场强度 驱动电机 仿真 测试
【学位授予单位】：浙江工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：U469.72
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第1章 绪论9-15
• 1.1 选题依据与意义9-11
• 1.2 车辆电磁场国内外研究现状11-14
• 1.3 主要研究内容14
• 1.4 本章小结14-15
• 第2章 纯电动汽车电磁场安全分析15-27
• 2.1 电磁场理论基础15-18
• 2.1.1 电磁场基本理论15-16
• 2.1.2 有限元静磁场16-17
• 2.1.3 有限元瞬态磁场17-18
• 2.2 电磁场与人体健康18-21
• 2.2.1 电磁场与电磁波18-19
• 2.2.2 低频电磁场对人体的健康效应19-21
• 2.3 电磁安全防护相关标准21-25
• 2.3.1 我国电磁限值相关标准22
• 2.3.2 国际电磁限值相关标准22-25
• 2.4 本章小结25-27
• 第3章 纯电动汽车用驱动电机性能参数的确定27-33
• 3.1 电动汽车用电机的性能指标27
• 3.2 电动汽车驱动电机主要性能参数的确定27-29
• 3.2.1 驱动电机额定功率的确定27-28
• 3.2.2 驱动电机额定转矩的确定28-29
• 3.2.3 驱动电机额定转速的确定29
• 3.3 电动汽车驱动电机类型与特点29-31
• 3.3.1 纯电动汽车驱动电机的分类29
• 3.3.2 电动汽车驱动电机的结构与特点29-31
• 3.4 本章小结31-33
• 第4章 纯电动汽车驱动电机电磁场仿真33-55
• 4.1 工程电磁场有限元分析33-35
• 4.1.1 ansoft maxwel33-34
• 4.1.2 RMxprt电机设计系统34
• 4.1.3 磁场分析中的有限元法34-35
• 4.2 永磁无刷直流电机(BLDC)电磁场分析35-45
• 4.2.1 永磁无刷直流电机数学模型35-37
• 4.2.2 车内二维空间磁场仿真分析37-43
• 4.2.3 车内二维空间钢板屏蔽磁场分析43-45
• 4.3 三相感应电机3D电磁场分布仿真45-53
• 4.3.1 三相感应电机数学模型46-47
• 4.3.2 感应电机及近似车体模型的建立47-50
• 4.3.3 驱动电机车内三维磁场仿真50-52
• 4.3.4 感应电机三维磁场分布52-53
• 4.4 本章小结53-55
• 第5章 纯电动车实车布点测量试验55-65
• 5.1 测量准备工作55-58
• 5.1.1 测量设备要求55-56
• 5.1.2 Narda 550与EHP-50B56-58
• 5.1.3 试验测量对象58
• 5.2 试验测量方案58-63
• 5.2.1 测量频率的选定58-59
• 5.2.2 测量的环境条件59-60
• 5.2.3 测量布点方案制定60-63
• 5.3 测量数据与结论分析63-64
• 5.4 本章小结64-65
• 第6章 结论与展望65-67
• 6.1 结论65-66
• 6.2 需进一步研究的问题66-67
• 参考文献67-71
• 致谢71-73
• 攻读学位期间发表的论文73

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