减小轴向磁场磁通切换容错电机齿槽转矩的方法研究.docx

摘要:轴向磁通切换容错电机（AFFSFTM）是一种新型的电机。它具有轴向磁通开关电机和容错电机的优点。在电动车轮毂式直驱系统中具有良好的低速性能，容错性和高功率密度，使其具有良好的应用前景。在电机旋转过程中，齿槽转矩作为一种附加的脉动转矩，对电动机的平均有效转矩并不会产生多少变化，但会导致电机的速度发生变化，从而导致电机产生振动和噪声。齿槽转矩是影响AFFSFTM转矩脉动的关键参数。为了降低汽车噪音，提升电动汽车的稳定性和乘车的舒适性，AFFSFTM电机的齿槽转矩需要降低。

本文首先通过查阅资料，简单介绍了几种减小电机齿槽转矩的方法，并对电机的结构以及电机的运行原理进行了的分析；然后用ANSYS软件对电机进行建模，并对电机进行分析计算，计算出了电机的齿槽转矩；最后探讨了裂比，定子齿宽以及永磁体厚度等参数对齿槽转矩的影响，并通过逐步优化参数对电机进行了优化；在对电机进行逐步优化后，本文又通过响应面分析的方法对电机进行优化，得到了使齿槽转矩最小的定子齿宽和永磁体厚度的最优解，并与之前的逐步优化进行了对比，验证了优化方法的有效性；在文章的最后，本人总结了本次设计对社会、环境以及文化的影响，总结了本文在优化齿槽转矩的过程中没有考虑到的问题。

关键词：AFFSFTM；齿槽转矩；ANSYS；优化设计

目  录

摘  要

ABSTRACT

第一章 绪论-1

1.1 本课题研究背景和意义-1

1.2 本课题的研究现状-1

1.3本课题研究的主要内容-3

第二章 AFFSFTM电机原理-4

2.1电机的基本结构-4

2.2 电机运行原理-5

2.3 本章小结-7

第三章AFFSFTM电机三维建模与仿真-8

3.1软件介绍-8

3.1.1 ANSYS的前处理-9

3.1.2 ANSYS的后处理-10

3.2 AFFSFTM电机参数计算-10

3.2.1 定子齿数及相数的确定-10

3.2.2 U型定子铁芯和永磁体-11

3.2.3 转子铁芯与气隙长度-12

3.2.4 AFFSFTM电机体积及重量计算-12

3.3模型建立-13

3.3.1 APDL界面介绍-13

3.3.2 模型建立-15

3.4 仿真结果-19

3.5本章小结-19

第四章 减小AFFSFTM 电机的齿槽转矩的优化设计-20

4.1 齿槽转矩-20

4.1.1 齿槽转矩的计算-20

4.2AFFSFTM 电机的齿槽转矩的优化设计-21

4.2.1 裂比对齿槽转矩的影响-21

4.2.2定子齿宽对齿槽转矩的影响-22

4.2.3永磁体厚度对齿槽转矩的影响-23

4.3 响应面分析-23

4.4 本章小结-26

第五章 总结与展望-27

5.1 全文总结-27

5.2 对社会、环境、文化的影响-27

5.3 展望-28

参考文献-29

致    谢-31

附录一-32

附录二-35