電動(dòng)汽車用少稀土內(nèi)置V型永磁同步電機(jī)的研究.pdf

1、近幾年來(lái)，由于稀土永磁材料價(jià)格上漲迅速，具有稀土永磁體用量少、功率密度高等優(yōu)點(diǎn)的少稀土內(nèi)置V型永磁同步電機(jī)（Less Rare-Earth Interior V Permanent Magnet Synchronous Machine，LRE-IVPMSM）在電動(dòng)汽車上的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。本文從LRE-IVPMSM的方案設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化、溫度場(chǎng)分析和仿真、機(jī)械應(yīng)力分析和仿真等幾個(gè)方面進(jìn)行了研究。
　　首先，采用了有限元仿真和解析分

2、析相結(jié)合的方法，分析了磁橋?qū)挾?、永磁體厚度、永磁體槽跨距角和定子槽口寬度對(duì)電機(jī)電磁性能的影響，確定了電機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)的設(shè)計(jì)規(guī)律。針對(duì)LRE-IVPMSM運(yùn)行在高速點(diǎn)時(shí)轉(zhuǎn)矩波動(dòng)較大的情況，本文采用了轉(zhuǎn)子錯(cuò)極的方法在降低較少電磁轉(zhuǎn)矩的前提下，大幅度降低了電機(jī)的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)。
　　其次，對(duì)比分析了極槽配合、永磁體分層結(jié)構(gòu)對(duì)電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)矩波動(dòng)等電磁性能的影響，確定了LRE-IVPMSM采用8極48槽和單層永磁體結(jié)構(gòu)的最優(yōu)設(shè)計(jì)方案。針對(duì)LRE-

3、IVPMSM存在的交叉耦合現(xiàn)象，本文采用的電感計(jì)算方法考慮了交叉耦合的影響，分析了交叉耦合對(duì)電感分布的影響規(guī)律，為L(zhǎng)RE-IVPMSM的精確控制提供理論依據(jù)。此外，分析了電機(jī)整個(gè)工作區(qū)域的電壓、電流、損耗以及效率的分布規(guī)律。
　　再次，對(duì)LRE-IVPMSM的溫度分布規(guī)律進(jìn)行了分析。通過(guò)仿真得到電機(jī)各部分的損耗，然后采用等效的方法計(jì)算了LRE-IVPMSM氣隙和定子繞組導(dǎo)熱系數(shù)。隨后分析了在不同工況下的LRE-IVPMSM溫度場(chǎng)分

4、布圖，確定了LRE-IVPMSM的溫升最高點(diǎn)和電機(jī)各部分的最高溫度，驗(yàn)證了電機(jī)方案的可靠性和合理性。
　　最后，針對(duì)LRE-IVPMSM的轉(zhuǎn)速較高、磁橋?qū)挾容^小的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，分析研究了電機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。在分析計(jì)算了電機(jī)受到的各種載荷后，通過(guò)有限元軟件ANSYS進(jìn)行了其應(yīng)力分布的仿真，分析了多種工況下不同載荷對(duì)電機(jī)應(yīng)力分布的影響，為L(zhǎng)RE-IVPMSM結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了重要的借鑒。另外為了確保電機(jī)電磁方案的合理性，驗(yàn)證了LRE-IVPM