【正文】 區(qū)域。邊界條件設(shè)置如圖412所示。圖中紫色的線是邊界線，所圍的區(qū)域是求解區(qū)域。412邊界條件設(shè)置 求解本文建立的電機(jī)磁場(chǎng)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(shí)際需要對(duì)求解器進(jìn)行設(shè)置，本文使用默認(rèn)設(shè)置對(duì)電機(jī)磁場(chǎng)進(jìn)行求解。在進(jìn)行ANSYS求解計(jì)算時(shí)，選擇菜單路徑：Solution→Solve→ Electromagenet →Static Analysis → Optamp。Solv。求解完成后顯示圖413所示信息。413求解 后處理有限元模型建立并求解完成后，需要通過后處理模塊對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)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(jì)算結(jié)果以簡(jiǎn)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 Plot→2D Flux Lines，其結(jié)果如圖414所示。圖414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(qiáng)的隔磁材料。當(dāng)定子齒處于永磁體交錯(cuò)位置時(shí)，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(jī)磁路的設(shè)計(jì)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 Solu Contour Nodal Solution Data，出現(xiàn)對(duì)話框中選擇DOF Solution →ZComponent of magnetic vector potential，磁矢位的顯示結(jié)果如圖415所示：從圖中可以看出，外磁路上定、轉(zhuǎn)子軛，定子齒的磁勢(shì)較小，磁勢(shì)主要降到氣隙上，能夠保證獲得較大的氣隙磁密，符合理論設(shè)計(jì)要求。 圖415磁失位圖（3）磁通密度模值和磁通密度矢量圖的顯示與分析選擇菜單路徑：General Postproc →Plot Results →Contour Plot →Nodal Solu，出現(xiàn)Contour Nodal Solution Data 對(duì)話框后，選擇Magnetic Flux Density→Magnetic Flux Density Vector Sum，繪制出磁通密度模擬圖，如圖416所示。 圖416磁通密度模圖 圖417磁通密度矢量圖，滿足設(shè)計(jì)要求。定子齒部的磁通密度已達(dá)到飽和，轉(zhuǎn)子軛部和定子軛部的磁通密度與飽和值相差較大，因此在滿足電機(jī)機(jī)械強(qiáng)度的條件下，可以對(duì)電機(jī)作進(jìn)一步優(yōu)化，提高材料的利用率。通過417磁通密度矢量圖可以直觀的觀察磁通的方向。（4）磁場(chǎng)強(qiáng)度的顯示與分析 選擇菜單路徑：General Postproc →Plot Results →Vector Plot→Predefined，出現(xiàn)對(duì)話框后，選擇Fluxamp。gradient→ Mag field H，繪出如圖418所示的磁場(chǎng)強(qiáng)度分布圖。從圖中可以清晰地看到磁場(chǎng)強(qiáng)度具體的分布情況。418磁場(chǎng)強(qiáng)度分布圖 電樞槽的優(yōu)化 由以上對(duì)輪轂電機(jī)的靜態(tài)磁場(chǎng)分析可知，磁力線的分布不均勻并且在磁極間有一定的漏磁現(xiàn)象。所以，需要通過對(duì)電樞槽的優(yōu)化改善磁力線的分布。圖419是優(yōu)化前后電樞槽的結(jié)構(gòu)。 圖419 電樞槽結(jié)構(gòu)優(yōu)化 圖420 優(yōu)化前后磁力線的分布 由上圖可以明顯看出，電樞槽優(yōu)化后漏磁現(xiàn)象明顯減弱，并且磁力線分布的更加均勻合理，有利于電機(jī)綜合性能的提高。 本章小結(jié)本章具體介紹了利用ANSYS軟件進(jìn)行有限元分析法設(shè)計(jì)電機(jī)的步驟，得出了二維靜態(tài)磁場(chǎng)分析的結(jié)果。在后處理的過程中對(duì)得到的仿真圖進(jìn)行了詳細(xì)地分析，提出了電機(jī)的進(jìn)一步改進(jìn)措施，即對(duì)電樞槽的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。又通過對(duì)優(yōu)化后模型的仿真，驗(yàn)證了措施的可行性。第五章 輪轂電機(jī)回收制動(dòng)能量的工作原理 本文設(shè)計(jì)的制動(dòng)能量回收利用裝置包括：電機(jī)、電儲(chǔ)能裝置、電子控制裝置。 儲(chǔ)能裝置的設(shè)計(jì) 常用的儲(chǔ)能裝置有電容和電池組兩種。電容儲(chǔ)能的優(yōu)點(diǎn)是比功率比較大，能夠在短時(shí)間內(nèi)收集大電流電能，其缺點(diǎn)是容量有限，能儲(chǔ)存的電能較少；蓄電池恰好相反，其優(yōu)點(diǎn)是儲(chǔ)存電能的容量較大，但是所需充電比較長(zhǎng)，不適合于快速回收制動(dòng)能量。綜合分析后，本論文采用超級(jí)電容和蓄電池串聯(lián)組成的能量回收裝置，首先將電能儲(chǔ)存在作為中轉(zhuǎn)的超級(jí)電容中，然后由超級(jí)電容向蓄電池充電。鑒于本文主要是電機(jī)設(shè)計(jì)對(duì)超級(jí)電容和蓄電池的具體參數(shù)不做具體介紹。 制動(dòng)能量回收裝置的控制策略 為能夠盡可能多的回收制動(dòng)能量，必須要有合理的控制策略。在車輛制動(dòng)的初期，車速較高、電機(jī)轉(zhuǎn)速也較高、反電動(dòng)勢(shì)大，由于超級(jí)電容的端電壓低、內(nèi)阻小，直接大電流充電會(huì)降低超級(jí)電容壽命，需適當(dāng)降低充電電壓；在制動(dòng)的后期，車速降得較低，電機(jī)轉(zhuǎn)速也較低，此時(shí)，電機(jī)反電動(dòng)勢(shì)也比較小，要回收更多的制動(dòng)能量需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶岣叱潆婋妷骸?電機(jī)的可逆性 永磁無刷直流電機(jī)具有可逆性。既可作為電動(dòng)機(jī)，把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，也可作為發(fā)電機(jī)工作，把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。當(dāng)轉(zhuǎn)子同制動(dòng)鼓一同旋轉(zhuǎn)時(shí)，定子靜止不動(dòng)，相當(dāng)于電樞繞組切割永磁體的磁力線產(chǎn)生感應(yīng)電流。該回收制動(dòng)能量的發(fā)電裝置，是把制動(dòng)時(shí)汽車的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能儲(chǔ)存在儲(chǔ)能裝置中，在需要時(shí)，對(duì)用電設(shè)備進(jìn)行供電。 本章小結(jié) 本章簡(jiǎn)要介紹了回收制動(dòng)能量的發(fā)電裝置的組成及工作原 參考文獻(xiàn)[1][M].北京:中國(guó)電力出版社,:1624[2][M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1997: 9697[3][J].電機(jī)技術(shù)，2001（1）: 1720[4][J].微特電機(jī)，2001,( 4):911[5]王海峰，[J].中小型電機(jī),2003,30(2):26[6][M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2004:2941[7] 趙輝,孫立志,[J].電機(jī)技術(shù)，1999(4)：4445[8]徐廣人，唐任遠(yuǎn)，[J].沈陽電力高等專科學(xué)校學(xué)報(bào)，2001(2):14[9]林鶴云，微電機(jī)，1998,31 (4):68[10]陳清泉，孫逢春，[M].北京：北京理工大學(xué)出版社，2002：516[11]王廣萍，[J].汽車技術(shù)，2011，第一期，4953.[12]戴文進(jìn)，[M].北京：清華大學(xué)出版社，：6670.[13]胡仁喜， NX 中文版快速入門實(shí)例教程[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，:6192.[14]張倩， [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010:3560.[15][D].太原：:1523.[16][D].淄博：山東理工大學(xué)碩士學(xué)位論文.[17]褚文強(qiáng)，[J].電機(jī)與控制應(yīng)用，2007:15.[18][J].理論與設(shè)計(jì)，2005:36.[19][D].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)碩士論文：715.[20][M].北京：清華大學(xué)出版社，2010:135200.[21] Lun, Kang, Kim. A study on control of drive for vibrator using PM[J].type transverse flux linear motor. Proceedings of the Power Conversion Conference ,2002:4347[22]D. Johnston. TM4 MotorWheel Drive and Control System: Performance, Benefits and Advantages: Proceedings of the 17th International Electric Vehicle Symposium. Montreal, [23] Kingjct Tsing,Chen G Design and Anaysis of Directwheel Motor Drive[J]. IEEE Transaction on Power Electronics,(4),221234[24]Chan CC,Jiang JZ,Chen GH, et al A Novel Polyphase Multipote SquareWave Permanent Magnet Motor Drive For Electric Vehicles[J].IEEE Trans on Industry Application,1994,30:12581266[25]PillayP, Krishnan R. Modeling simulation and analysis of permanentmagnet motor drives[J]. IEEE Transactions on Industry Applications,1989,25 (2):274279.35