新型磁通切换外转子电机优化设计和瞬态联合仿真.pdf

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1、触持电棚2014年第42卷第4期新型磁通切换外转子电机优化设计和瞬态联合仿真沈月香，全力，朱孝勇，彭雪辰(江苏大学，镇江212013)摘要：参考内转子电机，设计了一种新型的12／22极的磁通切换外转子电机。该电机集合了磁通切换电机和外转子电机的优点，具有高功率密度和转矩密度。首先，利用有限元软件对电机参数化建模，并通过有限元分析研究电机特性，然后对电机主要的结构参数进行优化，达到减小定位力矩和增大输出转矩的目的，通过仿真分析确定电机最佳结构尺寸，改善电机运行性能。最后，利用Maxwell和Simplore

2、软件建立该电机的多物理场瞬态联合仿真模型，通过仿真分析证实该电机设计和优化的尺寸的合理性，也证实了该控制策略的可行性。关键词：磁通切换；外转子电机；有限元分析；参数化建模；瞬态联合仿真中图分类号：TM351文献标识码：A文章编号：1004—7018(2014)04—0031—04OptimizationandDynamicTransientUnionAnalysisofaNovelFluxSwitchedPermanentMagentExternalRotorMotorSHENYue—xiang，QUAN

3、Li．ZHUXiao—ong，PENGXue—cheng(JiangsuUniversity，Zhenjiang212013，China)Abstract：Reartotheinnerrotormotor，anewstructureof12／22fluxswitchedpermanentmagnetexternalrotormotorwasdesigned．Themotorinheritcstheadvantagesofboththefluxswitchedpermanentmagnetmotorandt

4、heexternal-rotormotor，andhashighpowerdensityandhightorquedensity．UsingtheFEAsoftwareparametricmodelwasbuiltofthenewswitchedfluxmotor．andthecharacteristicsofthemotorwasstudiedthroughthefiniteelementanalysismethod．Themainstructureparametersofthemotorwereopt

5、imizedtoreducethepositioningtorqueandincreasetheoutputtorque．Thebeststructuredimensionsweredeterminedbythesimulationanalysis．SOastoimprovetherunningperformanceofthemotor．ThemultiphysicalfieldstransientcombinedsimulationmodelwasbuiltwithMaxwellandSimplorer

6、．Byanalyzing，thecorrect—nessofthemotordesignandoptimizationmethodsandtherationalityofthecontrolstrategywereverified．Keywords：fluxswitchedmotor；externalrotormotor；finiteelementanalysis；parametricmodeling；transientco-simu一】ation面J。由于该电机是双凸极结构，使得定位力矩较0引言大，关于

7、此电机的优化也大多集中在齿槽转矩、输出随着新能源电动汽车的的出现，对电机本体的转矩等方面。设计和驱动系统的要求也越来越高。传统的直流电本文以三相12／22极磁通切换电机沈为月香研，究等目新型磁通切换外动机和异步电动机也被新型的永磁电动机所替代，标，参考12／10极内转子电机原始结构模型设计，对磁通切换永磁电动机采用“开关磁阻电机+永磁体”电机的参数结构进行优化，优化目标为电机的输出结构，使得该电机兼备了开关磁阻电动机和永磁电转矩和定位力矩。采用场路耦合法对电机及其控制动机的优点，具有结构简单、可靠性高、功

8、率密度高、系统进行Maxwell—Simplorer瞬态联合仿真，以验证适合高速运行等特点。该结构的可行性。对于磁通切换电机的研究，国内的浙江大学和1电机结构与设计东南大学较早就开展了对磁通切换电动机的研究。国内外目前主要集中在12／10极、6／5极、6／4极、12／22极外转子磁通切换电机如图1所示，定12／8极、8／6极等结构上J，研究的主要方面有电转子采用双凸极结构，定子上装有集中绕组，转子无机本体设计、电磁性能分析、电