电动汽车用永磁同步电机设计与输出特性研究

发布时间：2021-05-19 00:11

　　随着国家能源战略的提出,电动汽车得到了广泛应用。为了适应电动汽车复杂多变的行驶工况,电动汽车用驱动电机需要具备高扭矩输出能力、较宽的调速范围以及较高的效率。本课题来源于辽宁省优秀人才项目“电动汽车用永磁同步电动机弱磁特性与输出能力研究”,项目编号为LJQ2015082。电动汽车的驱动电机主要以永磁同步电动机为主,为此本文设计了一台额定功率为30kW,额定转速为3000r/min的车用永磁同步电动机,并针对电机的电磁设计、齿槽转矩优化、输出特性分析、铁耗计算与分析、效率优化等几个方面开展了研究,本文的工作内容主要包含以下几个部分。第一部分,针对电动汽车电机使用最大转矩/电流的控制方法,研究了电机的电磁计算方法和流程。当电机运行在恒转矩区时,电机铁耗较小,电机铜耗所占比重较大,为了降低电机铜耗,本文研究了转矩/电流比最大的原则去控制定子电流的电机电磁设计方法,根据额定功率30kW,额定转速3000r/min等性能指标去确定电机槽型、绕组、永磁体等主要结构参数。其中针对永磁电机所特有的齿槽转矩会影响电机在控制系统的低速性能和定位精度,故为了抑制电机的齿槽转矩,优化电机性能,本文对电机进行有限... 

【文章来源】：沈阳工业大学辽宁省

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题的研究背景及意义
    1.2 课题的国内外研究现状
        1.2.1 永磁同步电机国外发展现状
        1.2.2 永磁同步电机国内发展现状
        1.2.3 永磁同步电机齿槽转矩研究现状
        1.2.4 电机铁耗研究现状
    1.3 本文的主要研究内容
第2章 永磁同步电机设计及齿槽转矩分析
    2.1 永磁同步电机电磁计算方法
        2.1.1 电磁计算流程
        2.1.2 最大转矩电流控制时的电流/电压计算
        2.1.3 弱磁控制时的电流计算
        2.1.4 永磁同步电动机的性能参数计算
    2.2 永磁同步电动机结构设计
        2.2.1 定子尺寸参数的确定
        2.2.2 定子绕组的设计
        2.2.3 转子结构参数的确定
        2.2.4 气隙长度的确定
    2.3 电机电磁分析
        2.3.1 交直轴电感的仿真分析
        2.3.2 空载反电势仿真分析
        2.3.3 电磁转矩特性的仿真分析
    2.4 齿槽转矩的分析研究
        2.4.1 极弧系数对齿槽转矩的影响
        2.4.2 极槽配合对齿槽转矩的影响
        2.4.3 偏心转子对齿槽转矩的影响
    2.5 本章小结
第3章 永磁同步电机转折转速对输出特性的影响
    3.1 永磁同步电动机转折转速
        3.1.1 转折转速对输出功率的影响
        3.1.2 转折转速对输出转矩的影响
        3.1.3 转折转速的选择
        3.1.4 转折转速的确定
    3.2 电机结构参数的选择
        3.2.1 每相串联匝数对转折转速的影响
        3.2.2 永磁体尺寸对转折转速的影响
    3.3 本章小结
第4章 永磁同步电机铁耗计算与效率优化
    4.1 永磁同步电机定子铁耗计算
        4.1.1 分段式变系数铁耗计算模型
        4.1.2 定子区域各特征点磁密分析
        4.1.3 定子槽结构对电机定子铁耗的影响
    4.2 高速弱磁区的电机定子铁耗计算
        4.2.1 高速弱磁区电机定子铁耗
        4.2.2 弱磁区电机铁耗计算结果
    4.3 永磁同步电动机效率优化
        4.3.1 转折转速与电机效率的影响
        4.3.2 每相串联匝数调整方案
        4.3.3 永磁体尺寸调整方案
    4.4 整车运行工况分析
    4.5 样机制造与实验论证
    4.6 本章小结
第5章 结论
参考文献
在学研究成果
致谢



本文编号：3194731