永磁轮毂电机磁系统的研究现状

,
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提高 转矩密 度对 驱 动 电 机而 言 是非 常 重 要 的
;
, ,
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对 于 内置 式 永磁 同步
。
电机 而 言 磁路 不对 称所产 生 的磁 阻 转矩 就可 以 被加 以利 用 其 次 采 用 新 型 电 机 结构
如俄 罗 斯 在 俄罗
。
斯 交通 生 态 基 金 以 及 莫 斯 科 政 府 的 支 持 下 研 究 出 电 动 车 M H l
,
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综上 所述 永 磁 同步轮 毅 电机 作为 电 动汽 车 驱 动 系 统 的核 心 部件 对 其 磁 系统 的研 究 具 有 重要 的意 义 从 提 高转 矩密 度方 面 电 感参数 的计算 与 测 量 改 善转 矩 特 性 方 面 抑 制 振动 特 性 等方 面 进 行 了深 人
、
,
、
的研究 必 将对 我 国 电动汽 车产业 的 发展 起到 促进 作用 参 考 文献
,
实 验 室研 发 的
e 电 机 中定 v
子 具 有非 常复杂 的 3 D 拓 扑结 构 为便于 加 工 并得 到较 高 的 尺 寸 精度 定 子 铁 心 使 用 了 新 型 软 磁 复合 材料
SM C
加工 而不 是传 统 的叠 片
,
。
图 2 给 出 了 定 子 磁 极 和 转 子实物 图 并 给 出其 总 体 结构 图
,
。
(a ) 定 子 磁极
图2
2 2
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(b ) 转 子实 物
( )
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双 气 隙 电机
t 实 验 室研 制 的 轮 毅 电机 es W av eC r
电感 今 数 的计算 与测 t
交 直 轴 电感是永 磁 同步 电 动机 数学模 型 中非 常重 要 的 参 数 对 电 机 的 转 矩 输 出能 力 和 控 制特 性 都 具 有重要 影 响 有 三 种方 法
.
,
。
:
:
、
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J〕机 械制 【 ] 陈清 泉 可 持续道 路交通 的挑战 电动 汽车 混 合动力汽车 和 燃料电池汽 车的技术 路线和 产 业 化 路线 【 l
造与 自动化
,
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11
.
2 〕 J 〕西安 交通 大 学学 报 【 曹 秉 刚 张 传伟 白志 峰 李 竟成 电动 汽车技 术进 展 和发展趋 势 【
,
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驱动 电 机 作 为 电驱 动 系 统 中的核 心 部 件 得 到 了深 人 的 研 究
, ,
,
永 磁 同步轮毅 电机作 为高性 能 的驱 动 电 机 其发 展 对 电动 汽 车研 究 具有 重要 意 义 电动汽 车 的 运 行 工 况
对 优化 轮 毅驱 动 电 机 磁 系统 的 结构 设 计 电磁 以 以 参数 转矩 波 动 及 振动特 性等进 行深 人研究 可 为提高 轮毅 电机驱 动 系统 的性 能提供 必 要 的 参 考
改 善转 矩 特 性 方 面
,
、
2 3
改 善转 矩 特性 主要 体现 在 对转 矩 波动 的抑 制 减 小 电 机 的 转矩 波动 有 利 于 提 高车 辆 运 行 的 平 稳 性 以
及 降低振 动 和 噪 声
。
引 起永 磁 同步 电机 转 矩 波动 的 原 因 主 要 有 两 个 由齿 槽 效 应 引 起 ; 由反 电 势 或 者 电
, 。
为 深刻 理解各 种 因 素对齿 槽转 矩 的影 响 解析 法 仍然 得 到 了较 为 深人 的研 究
,
。
王 兴华
利用 变换 构 造 了 考虑 齿槽效 应 的 等效气 隙磁 导 函 数 并 结合 拉普 拉斯 方程 与泊松 方程计 算 出 气 隙磁 密 的
分布 解 析计 算结 果 与有 限元 结果 基本 吻 合
状态 主要可 分 为 静 态和 稳 态
、
2
种测 量方式
, 。
。
在 静态 法 中 交流 静 止 法 近 年来 得到 了 较 多 的 应 用
d q
、 、 , ,
,
。
该方法
通 过测 量特 定位 置 的 电压 电流波形 经过 积分后 求 得 永 磁 同 步 电 机可 以获 得 满 意 的 测 量 结 果
轴 磁 链 就 可 以得 到交 直 轴 电 感 用 于 低转 矩
5 J . W 如g
,
等 提 出 一 种计 算 增 量 电感 的解 析 方法 增 量 电 感 被 简化 为 由等效 磁路 法得 到 的槽 部 与 气 隙两
,
, 。
部分 电 感 的 线 性组合 当计算 气 隙电感 时 通 过 铁 心 的 磁 导 率变 化 考虑 饱 和 的影 响
, ,
该 解 析 法 能够 获 得
,
(4 ) :
7 18
作者 简 介
, ,
:
。
刘 宏 讲师 从事 电 气 工程及 其 自动化研究
2 2 1
. .
、
,
。
准确计算 和 测 量 电感参 数仍是 当前 研究 的难 点 问题
。
为 获得 较 为 准确 的 电 感参 数 目前
,
。
磁路 解 析 法
、 。
磁路 法 计 算 电感 参 数 的 主 要 思 想 是 分 别 计 算 主 电 感 与 各 种 漏 感 即 可 得 到 所 需 交 直 轴 电 感
:
吉林省 第七 届 科 学技 术学 术年 会
流 的 非正 弦 引 起 与 网格 剖 分相 关
,
337
。
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因 此 抑制转矩 波 动主 要从 电机设计 以及 采取相 应 的 控 制策 略两 方面 进 行
,
。 , ,
齿 槽 转矩 的 计算 主要 为解析 法 与 有限 元 法
。
有 限元 法 是 目前 最 为 常用 的 计 算 手段 计 算 精 度 高 但
与有 限 元计 算 相近 的 结 果 但 在某些 位 置 的 误差 仍 比较 大 这 主 要 是 由 于 永 磁体 磁通 对 槽 部 电感 的 扰 动 造成 的
2 2 2
.
。
.
有 限元 法
, 。
有 限 元 法是 目前 计算 电感参 数最 为常用 的 手 段 它可 以 准确反 映 饱 和 因 素 的 影 响
算 采用运 动 边界 法处 理定 转子 的 相 对 运 动 避 免 了 模 型 重 新 剖 分 的 繁琐 操作 计 算结 果 与实 测 结 果 比较
一致
. .
。
2 2 3
实验 测 量 法
,
实验测 量 法能 够考 虑到 端部漏 感 以及 饱 和 因 素 的 影 响 永 磁 同步 电机 的 电感 测 量 方 法 按 照 电 机 工作
、 ,
复杂 对 驱动 电 机磁 系统 的设 计提 出 了更 为严 格 的要 求
。
、
。
2
永磁轮 毅 电机磁 系 统 的研 究
对 永磁轮毅 电机 磁系统 的 研究 以其 主要 技 术要 求 为 基 础 同时 借鉴 其 他 电 机 的 研 究 成果 分 以 下 四
, ,
个方 面 进行
2 1
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提离转 矩 密 度方 面 首先是 磁 阻转矩 的有效 利用
“
KA
(熊)
” ,
则 用 混合 动 力形 式
L 以人 电动 车 所 采 用 的 轮 毅 电 机 结构 图 如 图 1 所 示 MH I
。
转子 永 磁体 转轴
(a ) 定子 结构 图
图 1
(b )
电机 磁通 分 布 图
] [ K A 采 用 的双 转 子 电机 与 整 车 实 物 图 MMl
336
、
创新 驱 动 加快 战 略性 新兴 产业 发 展 该 电 机采 用双转 子结 构 分数槽 集 中绕 组形式 额 定功 率为 2
,.Biblioteka ,s kw。
它 降低 了 铜 的用 量 同时采 用 膝
A da i p t
,
点很 高 的硅 钢 片 减 小 了 损耗并 提 高电机 的 转矩 密度
,
,
。
美国
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,
但 该方 法 也 具有 一 定局 限 性 测 量 过程 中脉 动 转矩 引 起 电机 及 但该 方 法 采 用 手 工 分度 台进 行 操 作 对 尺 寸较 小 的 电 机较 为 适
。
其转 轴 的 振 动 影 响 转 子 锁定 的 稳 定 性
用
.
,
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稳态 测 量法 主 要 包括 直接 负载法 矢量 控 制 法 等
确反映 电 机饱 和 以 及 交叉藕合 的 影 响 但采用
,
, , ,
有 限 元 法 能够 准
3D
ZD
有 限 元 法不 能 考 虑 端 部漏 感 的 影 响 采 用
。 ,
,
有 限 元法
可 以 计及 端 部漏 感 但 建模 较 为 复 杂 且 计 算 量较 大