新能源汽車驅(qū)動(dòng)用永磁同步電機(jī)的設(shè)計(jì).pdf

1、當(dāng)今人類社會(huì)在石油資源匱乏、環(huán)境污染等嚴(yán)峻形勢下,各國汽車廠商正逐步向汽車電力化道路方向轉(zhuǎn)變,大力發(fā)展新能源汽車,這無疑是保證汽車動(dòng)力最可靠、最具可持續(xù)發(fā)展性的技術(shù)路線,同時(shí)也將促進(jìn)汽車工業(yè)可持續(xù)健康發(fā)展。對(duì)于新能源汽車來說,其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的核心就是驅(qū)動(dòng)電機(jī),驅(qū)動(dòng)電機(jī)性能的優(yōu)劣直接決定了新能源汽車性能的好壞。由于永磁同步電機(jī)具有鐵耗小,效率高,功率密度大,輸出轉(zhuǎn)矩能力高并且運(yùn)行平穩(wěn),調(diào)速范圍寬,對(duì)控制器要求低等一系列優(yōu)點(diǎn),再加上我國稀土資源

2、的優(yōu)厚條件,本課題選定以永磁同步電機(jī)為研究對(duì)象,設(shè)計(jì)符合新能源汽車驅(qū)動(dòng)要求的驅(qū)動(dòng)電機(jī)。
　　目前新能源汽車驅(qū)動(dòng)用永磁同步電機(jī)的設(shè)計(jì)方法還不夠成熟,設(shè)計(jì)過程中還存在著許多瓶頸問題。本文對(duì)國內(nèi)外有關(guān)永磁同步電機(jī)的設(shè)計(jì)分析方法和主要尺寸公式進(jìn)行詳細(xì)的研究分析,并據(jù)此提出本課題新能源汽車驅(qū)動(dòng)用永磁同步電機(jī)的詳細(xì)分析設(shè)計(jì)步驟,求得了本課題電機(jī)主要尺寸及各類電磁參數(shù)初始值。
　　在上述解析計(jì)算的基礎(chǔ)上,借助RMxprt計(jì)算軟件及Maxw

3、ell電磁有限元分析軟件,建立本課題電機(jī)的初始仿真分析模型并對(duì)其進(jìn)行相關(guān)電磁參數(shù)優(yōu)化微調(diào),并以提高磁密及反電勢波形正弦度為目的設(shè)計(jì)了兩款新型不均勻氣隙的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。仿真分析結(jié)果表明此兩種新型轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)電機(jī)的氣隙磁密及反電勢波形正弦度較傳統(tǒng)均勻氣隙電機(jī)有較大提高,滿足新能源汽車電機(jī)控制器對(duì)波形及諧波率方面的要求。
　　利用電磁有限元分析軟件對(duì)本課題設(shè)計(jì)的兩款新型轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)永磁同步電機(jī)的性能進(jìn)行較為全面的仿真分析,結(jié)果表明此兩款電機(jī)具有轉(zhuǎn)矩

4、輸出能力高、轉(zhuǎn)矩波動(dòng)小、鐵耗小、效率高等一系列優(yōu)點(diǎn)。并將此仿真性能與當(dāng)今國際上技術(shù)比較先進(jìn)并成熟的永磁同步驅(qū)動(dòng)電機(jī)測試結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析,對(duì)比數(shù)據(jù)表明本文設(shè)計(jì)電機(jī)相關(guān)性能接近成熟永磁同步驅(qū)動(dòng)電機(jī)的性能。
　　最后制造樣機(jī),搭建試驗(yàn)臺(tái),進(jìn)行試驗(yàn)分析研究。通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與軟件仿真數(shù)據(jù)比較表明,空載反電勢大小實(shí)測值與仿真值誤差在5％以內(nèi),并且其諧波率不超過5.5%。綜合性能仿真及試驗(yàn)結(jié)果,表明本課題新能源汽車驅(qū)動(dòng)用永磁同步電機(jī)設(shè)計(jì)較為合理并