新能源汽车驱动用永磁同步电机的设计

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1、国内图书分类号：U463.5学校代码：10213国际图书分类号：629密级：公开工学硕士学位论文新能源汽车驱动用永磁同步电机的设计硕士研究生：袁中胜导师：刘清河副教授申请学位：工学硕士学科：车辆工程所在单位：汽车工程学院答辩日期：2013年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:U463.5UniversityCode:10213U.D.C:629Security:OpenDissertationfortheMaster’sDegreeinEngineeringDESIGNOFPERMANENTMAGNETSYNCHRONOUSMOTORFO

2、RNEWENERGYVEHICLESDRIVESYSTERMCandidate:YuanZhongshengSupervisor:AssociateProf.LiuQingheAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:VehicleEngineeringAffiliation:SchoolofAutomobileEngineeringDateofOralExamination:June,2013DegreeConferringInstitution:HarbinInstituteofTechnolog

3、y哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要当今人类社会在石油资源匮乏、环境污染等严峻形势下，各国汽车厂商正逐步向汽车电力化道路方向转变，大力发展新能源汽车，这无疑是保证汽车动力最可靠、最具可持续发展性的技术路线，同时也将促进汽车工业可持续健康发展。对于新能源汽车来说，其驱动系统的核心就是驱动电机，驱动电机性能的优劣直接决定了新能源汽车性能的好坏。由于永磁同步电机具有铁耗小，效率高，功率密度大，输出转矩能力高并且运行平稳，调速范围宽，对控制器要求低等一系列优点，再加上我国稀土资源的优厚条件，本课题选定以永磁同步电机为研究对象，设计符合新能源汽车驱动要求的驱动电机。目前新能源

4、汽车驱动用永磁同步电机的设计方法还不够成熟，设计过程中还存在着许多瓶颈问题。本文对国内外有关永磁同步电机的设计分析方法和主要尺寸公式进行详细的研究分析，并据此提出本课题新能源汽车驱动用永磁同步电机的详细分析设计步骤，求得了本课题电机主要尺寸及各类电磁参数初始值。在上述解析计算的基础上，借助RMxprt计算软件及Maxwell电磁有限元分析软件，建立本课题电机的初始仿真分析模型并对其进行相关电磁参数优化微调，并以提高磁密及反电势波形正弦度为目的设计了两款新型不均匀气隙的转子结构。仿真分析结果表明此两种新型转子结构电机的气隙磁密及反电势波形正弦度较传统均匀气隙电机有较大

5、提高，满足新能源汽车电机控制器对波形及谐波率方面的要求。利用电磁有限元分析软件对本课题设计的两款新型转子结构永磁同步电机的性能进行较为全面的仿真分析，结果表明此两款电机具有转矩输出能力高、转矩波动小、铁耗小、效率高等一系列优点。并将此仿真性能与当今国际上技术比较先进并成熟的永磁同步驱动电机测试结果进行对比分析，对比数据表明本文设计电机相关性能接近成熟永磁同步驱动电机的性能。最后制造样机，搭建试验台，进行试验分析研究。通过实验数据与软件仿真数据比较表明，空载反电势大小实测值与仿真值误差在5%以内，并且其谐波率不超过5.5%。综合性能仿真及试验结果，表明本课题新能源汽车

6、驱动用永磁同步电机设计较为合理并且能够适用于新能源汽车驱动系统。关键词：新能源汽车；永磁同步电机；本体设计；有限元分析-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractIntoday'shumansociety,theproblemsofoilresourcesshortageandenvironmentalpollutionareveryserious.Facingsuchsituation,mostcountriesandcarmanufacturersarechangingthecarpowertothedirectionofnewenergy,andhav

7、einvestedalottodotheresearchonnewenergyvehicles.Thisisundoubtedlythesurestguaranteeautomotivepower,mostforward-lookingtechnologyroadmap,andatthesametimethiswillalsopromotethesustainableandhealthydevelopmentoftheautoindustry.Fornewenergyvehicles,thedrivemotorisitspowercorecomponentoft