电动汽车用54kW永磁轮毂电机系统研究

发布时间：2023-11-04 15:57

　　针对电动汽车背景,直驱式轮毂电机除需要满足转矩转速要求外,还需要具有高可靠性和高容错性,发生故障能够及时诊断和处理,保证车辆和人员的安全。而相比于传统三相电机,模块化永磁轮毂电机具有容错能力强,控制自由度高的特点,本文针对模块化永磁轮毂电机电磁设计、开路故障容错控制、匝间短路故障容错控制、匝间短路故障诊断和温度场等问题进行研究,主要工作如下:首先,对模块化永磁轮毂电机电磁设计和优化进行研究。本文选取定子模块化结构,研究模块化永磁轮毂电机子电机极槽配合选取原则,研究永磁体周向分块和轴向分块对永磁体损耗的影响规律,对比传统充磁方式和Halbach充磁方式对电机电磁性能的影响,研究槽口宽度对短路电流的影响,最后对比分析优化前后电机的转矩性能和效率分布。其次,对模块化永磁轮毂电机容错补偿策略进行研究。推导多模块电机控制原理,对模块化永磁轮毂电机一相开路和匝间短路故障容错补偿策略进行研究。分析电机正常工作时和故障时的电机性能,采用磁动势不变原则推导一相开路故障和匝间短路故障下子电机剩余两相的电流补偿策略,针对补偿后中性点电流不为零的问题,提出三相四桥臂和模块间中性点互联两种容错拓扑结构,对比分析...

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究的目的和意义
    1.2 永磁轮毂电机相关理论的发展概况
        1.2.1 永磁轮毂电机设计研究现状
        1.2.2 永磁轮毂电机驱动控制研究现状
        1.2.3 匝间短路故障诊断方法研究现状
    1.3 本文主要研究内容
第2章 模块化永磁轮毂电机电磁设计及优化
    2.1 引言
    2.2 模块化永磁轮毂电机电磁方案选取
        2.2.1 子电机极槽配合方案选取
        2.2.2 绕组方案选取
    2.3 模块化永磁轮毂电机电磁设计及优化
        2.3.1 永磁轮毂电机初始方案性能分析
        2.3.2 永磁体分块对电磁性能的影响
        2.3.3 充磁方式对电磁性能的影响
        2.3.4 槽口宽度对电磁性能的影响
        2.3.5 优化前后电磁性能对比
    2.4 本章小结
第3章 永磁轮毂电机容错补偿策略研究
    3.1 引言
    3.2 模块化永磁轮毂电机控制原理
    3.3 开路故障容错补偿策略
        3.3.1 开路故障分析
        3.3.2 一相开路故障三相四桥臂容错补偿策略
        3.3.3 一相开路故障中性点互联容错补偿策略
    3.4 匝间短路容错补偿策略
        3.4.1 匝间短路故障分析
        3.4.2 匝间短路三相四桥臂容错补偿策略
        3.4.3 匝间短路中性点互联容错补偿策略
    3.5 本章小结
第4章 永磁轮毂电机匝间短路故障诊断研究
    4.1 引言
    4.2 永磁同步电机abc坐标系下数学模型
    4.3 匝间短路仿真模型建立及故障特征分析
    4.4 负序电流故障特征信号提取
        4.4.1 负序电流计算方法
        4.4.2 负序电流法仿真分析
        4.4.3 绕组不对称对负序电流的影响
    4.5 本章小结
第5章 永磁轮毂电机温度场分析
    5.1 引言
    5.2 温度场相关参数计算
        5.2.1 水路散热系数计算
        5.2.2 损耗计算
        5.2.3 气隙等效导热系数计算
        5.2.4 绕组等效导热系数计算
    5.3 正常工况温度场分析
    5.4 一相开路故障温度场分析
    5.5 匝间短路故障温度场分析
    5.6 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢



本文编号：3860616