谐波电流对车用内置式永磁同步电机磁场和电磁力的影响

发布时间：2023-09-02 12:35

　　内置式永磁同步电机因其具有功率密度高和恒转矩运行范围宽等特点而被广泛用作电动汽车驱动电机。由于受到逆变器的控制,内置式永磁同步电机在正常运转时绕组中势必会含有丰富的谐波电流,由谐波电流引发的谐波电磁力将会使内置式永磁同步电机的振动噪声性能恶化。因此,研究在谐波电流供电下内置式永磁同步电机的气隙磁场和电磁力的变化规律具有重要的现实意义。(1)内置式永磁同步电机气隙磁场和电磁力解析建模及特性分析。首先,应用半解析建模的方法建立了能够考虑复杂转子结构和复杂磁路结构的内置式永磁同步电机的空载气隙磁场解析模型。其次,运用矢量叠加法和磁导函数法建立了考虑定子槽和转子永磁体槽效应的电枢反应磁场解析模型。然后,根据磁场叠加法和麦克斯韦应力张量法分别建立了内置式永磁同步电机的气隙磁场和电磁力的解析模型,揭示了气隙磁场和电磁力的空间阶次和频率特性。最后,通过有限元仿真结果验证了气隙磁场和电磁力解析模型的准确性。研究结果表明,内置式永磁同步电机特有的转子永磁体槽的结构将导致气隙磁场的空间阶次中出现2kp的阶次,频率特性中出现2kfc的分量,其中p为电机的磁极对数,fc为该转速下的电流基频,k为正整数。(2)...

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景目的及意义
        1.1.1 本课题来源
        1.1.2 研究背景
        1.1.3 研究目的及意义
    1.2 谐波电流对车用内置式永磁同步电机磁场及电磁力的影响研究现状
        1.2.1 气隙磁场解析建模技术研究现状
        1.2.2 内置式永磁同步电机电磁力解析建模技术研究现状
        1.2.3 谐波电流作用下气隙磁场和电磁力解析建模技术研究现状
        1.2.4 国内外研究现状评述
    1.3 主要研究内容及技术路线
        1.3.1 主要研究内容
        1.3.2 技术路线
第2章 内置式永磁同步电机气隙磁场和电磁力解析建模及特性分析
    2.1 内置式永磁同步电机尺寸测量及主要参数
    2.2 无定子槽内置式永磁同步电机空载气隙静磁场的有限元建模与分析
        2.2.1 内置式永磁同步电机空载气隙磁场有限元建模技术要点
        2.2.2 无定子槽空载气隙静磁场的有限元结果及阶次分析
    2.3 无定子槽空载气隙磁场半解析建模
        2.3.1 无定子槽径向空载气隙磁场半解析建模
        2.3.2 无定子槽切向空载气隙磁场半解析建模
    2.4 无定子槽无转子永磁体槽电枢反应磁场解析建模
        2.4.1 单个线圈磁场的解析建模
        2.4.2 A相绕组磁场的解析建模
        2.4.3 无定子槽无转子永磁体槽的三相绕组电枢反应磁场解析建模
    2.5 复数气隙相对磁导
        2.5.1 定子开槽效应的复数气隙相对磁导
        2.5.2 转子开永磁体槽效应的复数气隙相对磁导
    2.6 内置式永磁同步电机气隙磁场解析模型
    2.7 内置式永磁同步电机反电动势解析模型
    2.8 内置式永磁同步电机电磁力解析模型
    2.9 内置式永磁同步电机电磁转矩解析模型
    2.10 内置式永磁同步电机气隙磁场和电磁力的有限元验证
        2.10.1 空载气隙磁场解析模型的有限元验证
        2.10.2 空载反电动势解析模型的有限元验证
        2.10.3 电枢反应磁场解析模型的有限元验证
        2.10.4 气隙磁场解析模型的有限元验证
        2.10.5 电磁力解析模型的有限元验证
        2.10.6 电磁转矩解析模型的有限元验证
    2.11 本章小结
第3章 谐波电流作用下气隙磁场和电磁力解析建模及特性分析
    3.1 内置式永磁同步电机谐波电流试验研究与频率特性分析
        3.1.1 试验设备
        3.1.2 传感器布置
        3.1.3 试验方法
        3.1.4 试验结果
        3.1.5 谐波电流频率特性分析
    3.2 谐波电流解析模型
    3.3 谐波电流作用下气隙磁场解析建模
        3.3.1 单次谐波电流作用下气隙磁场解析建模
        3.3.2 全部谐波电流作用下气隙磁场解析模型
    3.4 谐波电流作用下电磁力解析建模
    3.5 谐波电流作用下气隙磁场及电磁力解析模型的有限元验证
        3.5.1 单次谐波电流作用下气隙磁场及电磁力解析模型有限元验证
        3.5.2 全部谐波电流作用下气隙磁场及电磁力解析模型有限元验证
    3.6 本章小结
第4章 内置式永磁同步电机试验研究
    4.1 超薄空载气隙磁场测定试验研究
        4.1.1 试验设备
        4.1.2 传感器布置
        4.1.3 试验方法
        4.1.4 空载气隙磁场试验结果分析
        4.1.5 空载气隙磁场解析模型和有限元模型的试验验证
    4.2 空载反电动势测定试验研究
        4.2.1 试验设备
        4.2.2 传感器布置
        4.2.3 试验方法
        4.2.4 反电动势试验结果分析
        4.2.5 反电动势解析模型和有限元模型的试验验证
    4.3 电磁转矩测定试验研究
        4.3.1 试验设备
        4.3.2 传感器布置
        4.3.3 试验方法
        4.3.4 电磁转矩试验结果分析
        4.3.5 电磁转矩解析模型和有限元模型的试验验证
    4.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间所取得的学术成果
致谢



本文编号：3845213