摘 要：設計了一種電動汽車用永磁無刷直流電機，采用外轉子結構，其目的是嵌在汽車的輪轂內以實現直接驅動，而不需齒輪傳動裝置，可以實現低速、高轉矩、高效率、變速運行。文中著重敘述用Ansys軟件對該種電機的磁通、磁感應強度以及轉矩進行有限元分析。 關鍵詞：電動汽車；永磁無刷直流電機；有限元分析 1 引 言 電動汽車公害少，節約石油消耗，結構簡單，維修容易，使用壽命長，受到世界各國的青睞。永磁無刷直流電動機與相同功率的其他類型的電動機相比，體積小，質量輕，在質量、效率、價格等方面有相當明顯優勢，永磁無刷電動機沒有電刷和滑環等零件，結構更簡單，性能更可靠，環境適應性好，更加適合作為電動汽車的驅動電動機。由于一般采用方波供電，在相同的峰值電壓和峰值電流下，方波電流和方波磁場相互作用產生的轉矩要大，所以永磁無刷電動機可以輸出較大的電磁轉矩。 隨著電子技術與控制技術的迅速發展，如果將電動機直接安裝在汽車的輪轂內，通過電氣控制實現調速和直接驅動（2輪或4輪），則汽車內可以省去復雜的齒輪變速使動機構，汽車結構大為簡化，質量大為減輕。世界先進國家已將其作為發展方向，開展研究，有的國家已研制成樣機。 但是，由于輪轂內徑的限制，永磁電機的體積受到限制，而又要產生較高的轉矩，這就給電機的設計帶來一定的難度。而且，永磁無刷直流電機的設計，既不能簡單地套用永磁同步電動機的方法，也不能簡單地套用直流電動機的方法。要根據特點，尋找一種較為準確的設計方法
電機電磁計算 根據我們所編制計算程序，對1臺8kW、12極外轉子無刷直流電機進行了設計計算。 2.1 基本輸入數據 額定輸出功率：PN＝8 000W 額定轉速：nN＝685r／min 電樞外徑：Da＝0.31m 電樞內徑：D0＝0.08m 槽數：Q＝45 剩磁密度：Br＝1.05T 矯頑力：Hc＝800kA／m 相數：m＝3 2.2 計算結果 2.2.1 性能計算 定子電流I1＝24.05A，電磁轉矩Tn＝112.33N.m，輸入功率P1＝8656.74W，反電勢E＝349.70V，實際轉速n＝677.20r／min，效率η＝92.41％。 2.2.2 繞組數據 線負荷：A=311.11A/cm 電流密度：J=6.86A/mm2 熱負荷：AJ=2134.21A2/cm*mm2 2.2.3 磁路計算 空載點標么值：b00＝0.925 36，h00＝0.074 64 負載點標么值：bn＝0.084 196，hn＝0.158 04 每極磁通：Φ＝0.004 390 5Wb 氣隙磁密：Bδ＝0.767 6T |
