电动汽车永磁同步电机杂散损耗分析与设计

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1、沈阳工业大学硕士学位论文电动汽车永磁同步电机杂散损耗分析与设计StrayLossesAnalysisandDesignofPermanentMagnetSynchronousMotorforElectricVehicle段庆亮电气工程学院作者：单位：指导教师：朱建国教授单位：沈阳工业大学协助指导教师：佟文明讲师单位：沈阳工业大学单位：论文答辩日期：2015年3月2日学位授予单位：沈阳工业大学摘要永磁同步电动机具有高效率、高功率密度、高转矩密度、高起动转矩等一系列优点，能够满足电动汽车牵引系统的要求，已经受到国

2、内外高度重视。电动机损耗大小是电动汽车用永磁同步电动机设计优化与性能分析的重要依据，在电机设计时预先准确的计算电机损耗大小与分布，能够为进一步改进电机结构降低损耗提供依据，对提高电机性能有重要意义。论文针对永磁同步电机损耗进行了系统深入的研究，主要研究工作有以下几部分：首先，给出了永磁同步电机各部分损耗模型与计算方法，运用二维有限元与三维有限元法对12台表贴式永磁同步电动机杂散损耗进行计算。对永磁同步电动机负载杂散损耗进行研究，通过改变电机气隙长度，极槽配合，开口槽槽宽，研究电机各部分杂散损耗随这些参数的变化

3、关系与规律。将计算结果与试验数据进行对比分析，处理计算数据总结损耗系数。其次，对不同气隙长度，极槽配合，开口槽槽宽，转子结构形式永磁同步电机中由变频器供电电流时间谐波引起的谐波损耗进行计算。分析了这些因素的变化变化对永磁同步电机变频器供电电流时间谐波引起的谐波损耗的影响，研究了铁心中与永磁体中变频器供电电流时间谐波引起的谐波损耗的大小与分布规律。最后，根据设计要求，本文设计了一台55kW，额定转速为3500r/min的电动汽车用永磁同步电动机，设计中考虑到电动汽车用永磁同步电机的特点，确定了电动机永磁体结构，

4、定转子外径，气隙长度与铁心长度，通过对比分析电机性能，给出了减重孔的尺寸大小。最终给出了55kW样机的设计方案。关键词：电动汽车，永磁同步电动机，杂散损耗，谐波损耗IAbstractPermanentmagnetsynchronousmotors（PMSMs）haveaseriesofadvantagessuchashighefficiency,highpowerdensity,hightorquedensity,highstartingtorqueandsoon.PMSMshaveattractedgrea

5、tattentionallovertheworldbecauseitcanmeettherequirementsofelectricvehiclestractionsystem.LossesofPMSMshaveplayedanimportantroleinthedesignoptimizationandperformanceanalysisofelectricvehicles.Accuratecalculationoflossesandtheirdistributionbeforethedesigncanh

6、elptheoptimizationofmotordesign,whichismeaningfulfortheimprovementofmotorperformances.Inthispaper,thelossesofPMSMsaredeeplyanalyzedasfollows:First，lossesinPMSMsareclassifiedandthecalculationmethodisgiventoo.Thenthestraylossesinmotorsarecalculatedbyusing2Dan

7、d3Dfiniteelementmethod.Thestraylossesdistributioninpermanentmagnetmotorsareanalyzedbychangingmotor'sairgaplengths,poleandslotcombinations,slotopeningwidth,whichisinordertoanalyzetheinfluenceoftheseparametersonmotor'sstrayloss.Thecalculatedresultswereverifie

8、dbymeasuredresultstoo,andlosscoefficientsarededuced.Then,theinfluencesofmotor'sairgap,slotopeningwidth,poleandslotcombination,rotorstructuretothelosseshavebeencalculatedandanalyzed,thevariationruleofha