电动汽车用容错永磁同步电机的研究_硕士学位论文

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1、硕士学位论文电动汽车用容错永磁同步电机的研究RESEARCHONFAULT-TOLERANTPERMANENTMAGNETSYNCHRONOUSMACHINEFORELECTRICVEHICLES隋义2011年6月国内图书分类号：TM351学校代码：10213国际图书分类号：621.313密级：公开工学硕士学位论文电动汽车用容错永磁同步电机的研究硕士研究生：隋义导师：郑萍教授申请学位：工学硕士学科：电气工程所在单位：电气工程及自动化学院答辩日期：2011年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:

2、TM351U.D.C:621.313DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHONFAULT-TOLERANTPERMANENTMAGNETSYNCHRONOUSMACHINEFORELECTRICVEHICLESCandidate:SuiYiSupervisor:Prof.ZhengPingAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:ElectricalEngineeringAffiliatio

3、n:SchoolofElectricalEngineeringandAutomationDateofDefence:June,2011Degree-Conferring-Institution:HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要随着电动汽车对可靠性和容错性能要求的不断提高，传统的三相电机难以满足这些要求，多相电机在能够满足电动汽车对可靠性苛刻要求的同时还有着高功率密度、低转矩波动的优势。本文研究的多相容错电机可以作为下一代电动汽车的高性能动力执行方案，而且还可以推广

4、应用到舰船推进以及航空航天等领域。首先分析了容错电机的特点，明确电机的基本设计原则；综合考虑多种因素确定电机的相数，研究多相电机的基本原理，研究基于磁路法的多相电机电磁设计方法，通过建立有限元模型验证设计方法的正确性。其次研究了基于有限元计算结果的电感参数计算方法，考虑交叉磁化对电感参数的影响，给出计算流程，研究饱和时交叉磁化现象对电机电感参数的影响。接下来针对多相电机对转矩密度及转矩波动的特殊要求，选择合适的绕组排布方式，研究了极弧系数，充磁方向以及槽口宽度对电机性能的影响，由此确定电机的最优设计方案，并且对电机在全

5、速度范围内的电磁性能进行分析。进一步分析电机在一相开路，两相开路以及一相短路下的转矩输出能力，使用相量法对故障下的转矩波动根源进行研究。最后研究了气隙磁动势中的谐波分布情况，对次谐波在永磁体中造成的涡流损耗进行了研究，并提出减小永磁体中涡流损耗的有效办法。关键词多相电机；电动汽车；容错；转矩波动；涡流损耗--I哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractToelectricvehiclesandotherfacilitieswhodesirehighreliabilityfortheelectricdrivesyst

6、em,traditionalthree-phasemachinecouldnotmeettherequirement.Whilemulti-phasemotorhastheadvantageofhighpowerdensityandlowtorqueripple,alsomulti-phasemotorcouldcovertherigorousrequirementofelectricvehiclesforhighreliability.Thisthesisisaboutmulti-phasefault-toleran

7、tmotor,themotorcannotonlyworkashighperformanceelectricdrivesystemsolutionsfornextgenerationofelectricvehicles,butalsocanbepopularizedtoshippropulsion,aerospaceandotherfields.First,characteristicoffault-tolerantmotorwasanalyzed,andbasicprincipleoffault-tolerantmo

8、tordesignwasconfirmed.Phasenumberwasdeterminedbasedonthebalanceofmanyfactors,thenbasicelectricandmagneticrelationsofthemotorwasdeduced,consideringallaboveconclusionst