FSE赛车驱动电机系统研究

【摘要】FSE电动方程式汽车大赛最早于2010年在德国举办,大赛规模发展迅速。驱动电机是FSE赛车的机械动力源,对赛车的参赛成绩有重大影响。本文依托广东工业大学FSE赛车研发,优化设计并实现了一台适用于FSE赛车的永磁同步电机,对赛车用驱动电机进行研究。首先,本文根据试验赛车表演赛的需要,研究和设计了试验赛车用交流异步电机,测试分析交流异步驱动电机性能。分析FSE赛道的特点,提出基于正式比赛的FSE赛车驱动电机的设计方向。其次,以正式比赛为目的确定电机的设计指标,查找电机设计手册,设计FSE赛车永磁同步电机。结合FSE赛车的行驶特点,应用磁路和等效电路理论的RMxprt软件,对电机绕组匝数、永磁体尺寸和气隙大小进行参数化分析,优化设计方案中电机的主要参数。最后,在AnsoftMaxwell电磁场分析软件中创建电机模型,采用有限元法,对电机的空载特性、额定负载特性和低速大转矩特性参数进行计算,并重点计算了额定转矩、额定功率和额定效率这三个电机运行的重要参数。另外,采用理论计算的方法设计电机水冷却系统,计算水冷系统水流量,设计散热器芯和选取水泵参数。本文将样机装配FSE赛车,按照大赛动态项目对赛车性能进行实测,采用赛车的实际动力性参数来评价电机的动力性能。实测赛车0-75m直线加速时间4.2s,最高车速97km/h,高于赛车设计指标的要求。赛车实测数据以及在大赛获得良好比赛成绩表明电机设计成功,满足赛车正式比赛争先的要求。
【作者】吴发亮；
【导师】阳林；
【作者基本信息】广东工业大学，机械工程，2014，硕士
【关键词】FSE赛车；交流异步电机；永磁同步电机；电磁场仿真；参数化分析；

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