車用寬調(diào)速磁場增強型永磁無刷電機設(shè)計與分析.pdf

1、隨著大氣污染和能源危機加劇，發(fā)展即節(jié)能又環(huán)保的新能源汽車已經(jīng)被各國政府確立為保障能源安全和轉(zhuǎn)型低碳經(jīng)濟的重要途徑之一。伴隨著人們自身環(huán)保意識的不斷加強，電動汽車也漸漸成為人們在生活中更加關(guān)注的節(jié)能環(huán)保產(chǎn)品之一，并得到迅速發(fā)展。而作為電動汽車關(guān)鍵部件之一的電機，直接影響到整車的性能。驅(qū)動電機的性能要求越來越高，這樣給電機的設(shè)計與分析提出了更大的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)永磁無刷（Interior Permanent Magnet Brushless，簡稱

2、IPMBL）電機由于具有高功率密度、高轉(zhuǎn)矩密度和易于維護而在電動汽車得到廣泛應(yīng)用。然而傳統(tǒng)IPMBL電機因永磁磁場難以被改變，不能維持寬調(diào)速范圍內(nèi)恒功率運行和效率較低，受到一定程度的限制。于是一種新型寬調(diào)速磁場增強型永磁無刷(FluxIntensifying Permanent Magnet Brushless，簡稱FI-PMBL)電機被提出來了。不僅繼承了傳統(tǒng)IPMBL電機的優(yōu)點，還具有磁場增強型效果，降低交軸磁路飽和，提升永磁體運行

3、點，寬調(diào)速范圍內(nèi)高效率運行的特點，具有潛在的研究價值和應(yīng)用前景。
　　本文首先了解電動汽車的發(fā)展現(xiàn)狀與結(jié)構(gòu)分類，以及電動汽車的性能要求。并結(jié)合現(xiàn)有的寬調(diào)速電機，針對傳統(tǒng)IPMBL電機的缺點，提出了一種反凸極特性，即直軸電感大于交軸電感的新型寬調(diào)速FI-PMBL電機:單層和雙層FI-PMBL電機。
　　其次分析新型FI-PMBL電機的設(shè)計流程和工作原理，建立數(shù)學(xué)方程。并進行電機主要尺寸計算、額定參數(shù)的確定、繞組的計算。接著對新

4、型FI-PMBL電機進行定轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)設(shè)計。通過對轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)選擇、改變、優(yōu)化，提出一種獨特的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。并對定子繞組進行理論分析，最終確定單層和雙層FI-PMBL電機結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)?；谟邢拊浖?，對其進行電磁性能分析。并且結(jié)合理論進一步分析氣隙磁密和反電動勢、齒槽轉(zhuǎn)矩和磁場分布、轉(zhuǎn)矩和電感、永磁體運行點。
　　而后結(jié)合矢量控制方法，并基于有限元仿真和MATLAB計算出電機的矢量軌跡。以傳統(tǒng)IPMBL電機為基準，從理論上分析新型FI-PMB