電動汽車用變磁通永磁同步電機的設(shè)計和研究.pdf

1、永磁同步電機，尤其是內(nèi)置式永磁同步電機，具有功率密度高、機械特性好、轉(zhuǎn)速范圍寬等優(yōu)點，近年來在工業(yè)領(lǐng)域比如電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)，得到了廣泛的應(yīng)用。而傳統(tǒng)電力拖動用永磁同步電機，正常工作時電流始終含有弱磁分量，額外增加損耗并使得磁鋼利用率較低。另外電機在進入到高速階段后，較大的弱磁電流使得電機的銅耗增大，電機效率降低，并且由于逆變器容量有限，電機的弱磁程度受到限制，恒功率范圍較窄。故具有在線調(diào)磁作用的變磁通永磁同步電機越來越受到學(xué)術(shù)界的關(guān)注。

2、
　　本文首先從傳統(tǒng)永磁同步電機的弱磁問題著手，引出了變磁通永磁同步電機的工作原理，包括鋁鎳鈷永磁的“記憶”功能、變磁通電機的類型和調(diào)速原理。為獲得較高的轉(zhuǎn)矩密度并降低充磁電流，本文著重探討了變磁通永磁同步電機的設(shè)計和優(yōu)化過程。其中對磁鋼進行了設(shè)計，包括磁鋼磁化方向的選擇、磁鋼材料的選擇和鋁鎳鈷永磁磁滯模型的建立；通過在轉(zhuǎn)子交軸磁路上設(shè)計隔磁槽使電機具有反凸極性；研究了不等氣隙對轉(zhuǎn)矩脈動的影響；設(shè)計并對比了三種轉(zhuǎn)子以獲得具有較低漏

3、磁和較高轉(zhuǎn)矩質(zhì)量的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)；并通過對磁鋼位置的改進，降低電機的完全充磁電流。經(jīng)過以上設(shè)計和優(yōu)化過程，獲得具有較高轉(zhuǎn)矩密度和較低充磁電流的最優(yōu)拓撲結(jié)構(gòu)，并對該拓撲結(jié)構(gòu)的電感和機械特性進行了計算和分析。之后對電機進行了有限元分析，包括電機的充磁特性和不同充磁率下的輸出特性分析,分析得知，通過根據(jù)運行狀態(tài)適時調(diào)整電機的磁化狀態(tài)，可以使電機的轉(zhuǎn)速范圍得到擴展，并在較寬范圍內(nèi)獲得較高的效率。為了驗證變磁通永磁同步電機的性能，本文設(shè)計了樣機并利用矢