转子槽数对电动汽车用异步电机性能的影响

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1、3转子槽数对电动汽车用异步电机性能的影响王晓远，赵玉双，高淼(天津大学电气与自动化工程学院天津300072)摘要：介绍了一种应用在电动汽车上的高功率密度异步电机。将转子槽数对附加损耗和最大转矩的影响首先做了简要的分析，然后通过场路耦合的有限元方法对六种不同转子槽数下的电机电气性能作了仿真分析，研究了电机的气隙磁密波形，电机的磁密分布以及输出转矩的波动情况，并计算了电机满载时的铜耗和铁耗，进行了性能参数的比较，最终得到了合理的转子槽数。在电动汽车用异步电机转子槽数的选择方面将为电机设计者提供较好的指导意义。关键词：电动汽车；转子槽数；有限元；性能参

2、数；中图分类号：TM354EffectoftheRotorSlotNumberonthePerformanceoftheIntroductionMotorinElectricVehiclesWangXiaoyuan，ZhaoYushuang，GaoMiao(SchoolofElectricalEngineering&Automation，TianjinUniversity，TianJin，300072China)ABSTRACT:Ahighpowerdensityasynchronousmotorinelectricvehicleswasintr

3、oduced.Abriefanalysisonadditionallossandmaximumtorquewaspresented.Andsixtypesofmotorswithdifferentrotorslotnumberwereanalyzedwithfield-circuitcoupledfiniteelementmethod.Thestatorswereidenticalinallmotors.Theirelectromagneticcharacteristics,includingmagneticfluxdensity,ripplet

4、orque,maximumtorque,andfull-loadloss,wereextractedandcomparedwitheachother.Finally,thepropernumberofrotorslotsincombinationwithstatorslotnumberswasconcluded.Thepaperwillprovidemotordesignersusefulinsightsontheeffectofthenumberofslotsontheperformanceofinductionmotorsinelectric

5、vehicles.KEYWORDS：electricvehicles;rotorslotnumber;finiteelementmethod;electromagneticcharacteristic3王晓远等：转子槽数对电动汽车用异步电机性能的影响分析目前电机设计资料推荐的一些槽配合和列出的一些槽配合规则，为异步电机设计提供了方便。但对某些特定场合的电机，如用于电动汽车上的异步电机，要求电机过载能力强以满足汽车短时加速或爬坡的需要，要求功率密度高和有好的效率，从而能够降低车重，延长续驶里程等，按现行的槽配合选择难以实现上述要求。因此，针对电动汽

6、车用异步电机进行定转子槽数配合的研究是很有意义的。如何选择合适的定、转子槽配合来获取电机满意的性能参数，一直是各电机制造厂商非常关注的问题。国内，电机一般采用转子槽数小于定子槽数的槽配合；而在国外，为了保证电机的某些方面的性能，一些厂家会采用转子槽数大于定子槽数的槽配合。本文以一台应用于电动汽车上的高功率密度鼠笼式异步电机为研究对象，极数为4，定子槽数为48，通过场路耦合的有限元方法对转子槽数分别为38，50，56，62，68，74六种情况下的电机做了电磁性能分析，结果表明转子槽数为68时，有更好的电气性能输出。1转子槽数对附加损耗的影响异步电机

7、的附加损耗主要由气隙谐波磁通引起。这些谐波磁通在定、转子铁心中产生高频铁耗(包括表面损耗和齿部脉振损耗)，在鼠笼转子中产生高频电流损耗(主要包括斜槽转子的横向电流损耗)。1.1表面损耗的影响表面损耗是在定、转子叠片铁心表面由气隙谐波磁场引起的涡流与磁滞损耗[1]。表面损耗与气隙谐波磁场的幅值和频率密切相关，而气隙谐波中以定、转子齿谐波磁通的作用最为显著。由于齿谐波的大小和电机槽数成反比，因而表面损耗幅值与定、转子的槽数多少有关。表面损耗与槽数的近似关系有[2]王晓远等：转子槽数对电动汽车用异步电机性能的影响分析(1)可以看出定、转子槽数越大，表面

8、损耗就越小。1.2脉振损耗的影响脉振损耗是由于铁心表面开槽,一部分气隙谐波磁场经过齿部，其大小随谐波磁场与齿的相对位置不同而改变，在齿部