增程器用永磁同步发电机永磁体结构的优化设计

《增程器用永磁同步发电机永磁体结构的优化设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、增程器用永磁同步发电机永磁体结构的优化设计王晓远，郑怡(天津大学电气与自动化工程学院，天津300072)摘要:电动汽车增程器用永磁同步发电机对电压波形质量有较高的要求。通过有限元分析软件对一台样机进行建模仿真。改变V型永磁体夹角得到不同角度下气隙磁密、空载反电势及其波形畸变率的波形，对比分析得出永磁体的最优夹角，然后在此基础上分析得出最优隔磁磁桥长度。在满足增程器要求的前提下，减少了永磁体的用量，降低了空载反电势的波形畸变率，完成优化设计。关键词:永磁同步发电机;空载反电势;优化设计中图分类号:TM351文献标志码:A文章编号:1673-6540(2014)08-003

2、2-00OptimalDesignofPermanentMagnetStructureforInteriorPermanentMagnetSynchronousGeneratorWANGXiaoyuan，ZHENGYi(SchoolofElectricalEngineeringandAutomation，TianjinUniversity，Tianjin300072，China)Abstract:ThequalityofvoltagewaveformofPMSGusedinrange-extenderoftheelectricalvehiclehasbeengivenh

3、ighrequirements．AmodelmachinewassimulatedbyMaxwell2Dfiniteelementmethodsoftware．First，inordertoobtaintheoptimalangleofpermanentmagnet，theangleofVtypemagneticsteelwaschangedtoacquiretheairgapfluxdensity，no-loadcounterEMFanditsTHDunderdifferentangle．Thentheoptimallengthofmagneticseparation

4、ofmagneticbridgewasanalyzed．Finally，onthepremiseofmeetingtherequirementsofrange-extender，reducingtheamountofpermanentmagnetsandTHDofno-loadcounterEMF，theoptimaldesignwascompleted．Keywords:permanentmagnetsynchronousmotor(PMSG);no-loadcounterEMF;optimaldesign磁体电机属于内置径向式永磁同步电机，其排布方式能够使永磁体获得

5、更大的空间，在相同输出功率的前提下，永磁体用量较其他内置式结构要少［4］，既减轻了电机重量，又节约了制造成本。目前，对于V型永磁电机的研究相对较少，文献［5］研究了V型永磁电机的极弧系数、永磁体宽度及厚度3个参数对感应电势幅值和谐波含量的影响，还分析了隔磁槽形状和漏磁系数的关系［5］，但所建立的电机模型不清晰。由于V型结构的永磁体摆放空间很大，建模时如何对永磁体进行精确定位显得格外重要。只有建立更精确的模型，仿真结果才更有说服力。增程器的设计目的是给电动汽车的蓄电池充电，该过程对于永磁同步发电机的空载反电势波形的正弦性有严格要求。因此，空载反电势波形畸变率是衡量电动汽车

6、增程器用永磁同步发电机0引言电动汽车是人类新一代的清洁交通工具，其推广有着不可估量的意义。增程式纯电动汽车兼顾纯电动汽车和混合动力汽车的优点，将成为电动汽车今后的发展热点。增程器作为其核心关键零部件，将随着增程式纯电动汽车的发展而得到越来越广泛的应用［1］。永磁同步发电机具有体积小、效率高、功率密度大等优点，比较符合增程器的设计制造要求［2］。按照永磁体在转子上位置的不同，永磁同步发电机的转子结构主要可分为表面式和内置式。内置式转子的永磁体受到极靴的保护，其转子磁路结构的不对称性所产生的磁阻转矩有助于提高发电机的功率密度，故在输出相同的功率情况下，内置式的永磁体用量相对

7、较少［3］。V型永—32—2014，41(8)研究与设计EMCA性能的重要指标。本文利用有限元仿真软件对增程器用永磁同步发电机样机进行建模仿真，得到不同永磁体夹角下的气隙磁密和空载反电势波形，计算空载反电势的波形畸变率，选择波形畸变率最低时的永磁体夹角作为最优夹角。在最优夹角下讨论不同的隔磁磁桥长度对空载反电势及其波形畸变率的影响，得到隔磁磁桥的最