电动汽车用永磁同步电动机稳态参数的研究

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1、清华大学硕士学位论文电动汽车用永磁同步电动机稳态参数的研究姓名：刘长红申请学位级别：硕士专业：电气工程指导教师：姚若萍;刘彤彦2000.11.1摘要(电动汽车是解决燃油汽车对环境造成严重破坏的理想方案，世界各国都投入了大量的人力物力来研制，发展电动汽车成为21世纪的研究热点。电机及其驱动系统是电动汽车的核心部件之一。随着控制理论和电力电子技术的发展，永磁同步电机驱动系统在电动汽车中所占比例越来越大。用于驱动电动汽车的永磁同步电动机经常工作在变转速、变负载工况下，而且，为了扩大弱磁能力和提高功率密度，电动机的转子多设计为复杂结构，

2、磁路通常也很饱和，由此导致电机参数随电机的运行点和转子结构而变化。由于实时控制策略对于实现系统连续高效率运行至关重要，所以有必要综合考虑各种影响因确计算电机参数并形成数据表，以供控制算法根据具体运行工况选用着重研究用于电动汽车的永磁电机的稳态参数。论文叙述了国内外电动汽车及其驱动系统的研究概况和发展现状，特别是永磁同步电动机驱动系统的应用及其稳态参数的研究，从而阐述了进一步深入此项研究的重要意义。本文提出了一种新的电抗参数计算方法，采用二维时变电磁场有限元计算与电机的相量图分析结合的方法，求取电机的交直轴电枢反应电抗。i基本思路

3、是:求解不同负载电流下电动机的时变电磁场，分析出气隙感应电势基波幅值与相位，再结合相量图求得交直轴电枢反应电抗，最终形成供控制算法根据具体运行工况选用的数据表。论文还采用麦克斯韦应力法，利用美国Anso。公司的Emas商业软件，分析计算了电动机的定位转矩沙一’，针对中科院电工所研制的一台电动汽车用20kW永磁同步电动机，对上述计算方法进行了实例验证。lit算结果和试验值基本吻合，证明了计算方法的正确性和准确性以及程序的有效性。于、’本文开发了一套完整的基于VisualC++6.0平台的永磁同步电机稳态参/数计算软件，谋前处理接口

4、与Emas软件剖分格式相对应;计算部分基于二维时变电磁场;后处理模块主要包括剖分区域、场图的可视化及拷贝输出等功育Go、关键词:电动汽车，永磁同步电机，稳态参数，有限元，时变场AbstractElectricVehicles(EV)isoneofthebestsolutionstoworkouttheairpollutioncausedbyautomobile.LotsofmanpowerandmaterialresourceshavebeeninvestedtodevelopEV,whichinthe215`centuryis

5、beingenhancedglobally.ElectricalmachinewithitsdrivesystemisoneofthekeypartsinEVWiththedevelopmentofcontroltheoryandpowerelectronictechnologies,proportionofpermanentmagnetsynchronousmotor(PMSM)systeminEVisontheincrease.PMSMappliedinEVusuallyworksundervarying-speed,var

6、ying-loadcondition,furthermore,inordertoextendfield-weakeningrange,themachineisoftendesignedwithacomplicatedrotorstructureandwithhighlysaturatedmagneticcircuit.Thesemakethemachineparametersdependentontheoperatingpointandconcreterotordesign.Asrealtimecontrolstrategyis

7、essentialtoassurethecontinuousoperationathighefficiency,thosedependencieshavetobeknownbeforehand.Thecontrolalgorithmthendirectlyoperatesonthepre-calculatedparametersinformoftablesorfunctions.Hence,mainworkinthispaperfocusesontheaccuratecalculationofsteady-stateparame

8、tersofaPMSMinEVAnewapproachbasedon2Dtime-varyingfiniteelementmodeltocalculatesteady-stateparametersispresentedinthispaper.Theoutlin