电动汽车用调速永磁同步电机分析与设计-陈文敏

《电动汽车用调速永磁同步电机分析与设计-陈文敏》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、电动汽车用调速永磁同步电机分析与设计[陈文敏刘征艮刘海][广东省东莞电机有限公司广东东莞523141][摘要]根据电动汽车驱动用调速永磁同步电机的技术要求确定电机的主要尺寸，对内置式转子结构、永磁体尺寸、转子偏心距进行了设计，并根据电动汽车的运行工况确定了电机绕组的连接方式及匝数。建立了电机的二维有限元模型，计算了电机在空载情况下的漏磁系数、反电势及额定输出转矩。最后制作样机进行相关性能的测试，测试结果符合电动汽车设计的技术要求。该文为电动汽车用永磁同步电机的设计提供了相关方法，具有一定的参考意义。[关键词]电动汽车；调速永磁同步电机；有限元模型；漏磁系数Analysisand

2、DesignofAdjustSpeedPermanentMagnetSynchronousMotorForDrivingElectricVehicle[CHENWen-min,LiuZheng-ying,LiuHai][DongguanMotorCo.Ltd,GuangdongProvince,Dongguan523141,China][Abstract]Thispaperdeterminesthemaindimensionsofthepermanentmagnetsynchronousmotorwhichusesfordrivingaelectricvehicle,andde

3、signstheIPMrotorstructure,thesizeofthepermanentmagnetandrotoreccentricity,anddeterminestheconnectiontypeandthenumberofturnsofthewindingaccordingtotheoperatingconditions.Thispaperestablishesa2Dfiniteelementmodelforthismotor,andthencalculatestheleakagecoefficientandEMFandratedoutputtorque.Fina

4、llytheprototypeismadeandthetestresultscanmeettheneedsoftechnicalrequirements.Thispaperprovidesmethodstodesignpermanentmagnetsynchronousmotorfordrivingelectricvehiclesandisvaluable.[Keyword]Electricvehicle;Adjustspeedpermanentmagnetsynchronousmotor;Finiteelementmodel;leakagecoefficient1.前言随着现

5、代社会环境问题的日益突出，低污染、高效率的纯电动汽车已经成为现代汽车发展的趋势。由于汽车运行的特殊环境，对电动汽车电机的设计要注意以下3个要求：（1）电机启动力矩大，转矩波动小，过载能力强，能够在比较宽的速度范围内实现恒定功率的输出；（2）电机的功率密度大，可以满足电动汽车内部狭窄空间的安装要求；（3）电机抗高温、颠簸能力[1]强，能够适应各种复杂恶劣的环境。内置式调速永磁同步电机以其效率高、功率密度大、体积小、良好的弱磁扩速能力等优点，成为了纯电动汽车驱动电机的首选。本文根据汽车的实际运行工况，设计了一款用于驱动纯电动汽车的内置式调速永磁同步电机，其额定功率P=30kW，N最

6、大功率P=65kW，额定转速n=3000rpm，最高转速n=7000rpm，单台电机运行，可maxNmax驱动2000kg的小汽车。2.内置式永磁同步电机电磁设计电磁设计的任务包括根据电机的性能指标确定主要尺寸、转子结构、估算并选择永磁体的尺寸、选用的材料、设计定转子冲片、选择绕组连接方式、确定线圈匝数及热平衡计算等，然后对初始方案进行计算，计算值不符合设计的技术指标则要返回相关步骤调整相关参数进行迭代，计算值符合技术指标则继续往下计算，直到计算结果符合技术指标为止，相关流程如图1所示。图1电机设计流程图2.1确定电机主要尺寸电机的主要尺寸是电枢直径D和电枢长度l，其尺寸可以通

7、过基本关系式来确定：i1eff26.1P′Dl=(1)i1effαABnδ上式中P′为计算功率，α为计算极弧系数，A为电负荷，B为气隙磁密基波幅值，n为δ转速。为了提高汽车电机的启动和加速能力，电机最大转矩T要为额定转矩T的2.5倍以上。maxN永磁同步电机最大转矩T与电磁负荷、电机主要尺寸有以下关系：max22−4T=πBlDA×10(2)maxδeffi14永磁材料采用高性能的钕铁硼，B可达到0.85T，该电机采用强迫水冷系统，电负荷A可δ取35A/cm。同时考虑到电动汽车内部的安装空间