小型电动车用外转子永磁同步电动机的设计与分析

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1、微特电机及驱动技术创新与发展论坛论文集霪@叼S·西安小型电动车用外转子永磁同步电动机的设计与分析杨国龙，黄开胜，赖文海，肖庆优，王智翔，彭智乐(广东工业大学自动化学院，广州510006)摘要：本文基于电机几何相似定律设计一款小型电动车用外转子永磁同步电动机的主要尺寸，通过优化磁钢的极弧系数和在定子齿冠开槽的方法来降低电机的齿槽转矩。首先基于Maxwell2D建立该款电机有限元模型，对极弧系数进行扫描分析，得到最佳极弧系数，同时在定子齿冠上开槽，仿真结果表明，优化后该电机的齿槽转矩得到明显削弱。最后

2、，试制样机并进行测试，仿真值和样机测试值对比可得，各项性能误差均在8％以内，验证了该设计方法的合理性。本文为设计小型电动车用外转子永磁同步电动机提供一种可靠方法，在工程实践上具有较高参考价值。关键词：电动车；外转子；永磁同步电动机；电机几何相似定律；Maxwell2D；齿槽转矩中图分类号：TM351；TM341文献标志码：ADesignandanalysisofsmallelectricvehicles耐thouterrotorpermanentmagnetsynchronousmotorYANG

3、Guolong，HUANGKaisheng，LAIWenhai，XIAOQingyou，WANGZhixiang，PENGZhile(FacultyofAutomation，GuangdongUniversityofTechnology，Guangzhou510006，China)Abstract：ThispaperbasedonMotorgeometricsimilarlawstodesignmaindimensionsofasmallelectricve-hicle诵t}louterrotor

4、permanentmagnetsynchronousmotor．throughthemethodofoptimizingthemagnetpolearccoefficientandslottingonthestatortoothcrowntoreducethecoggingtorqueofthemotor．Firsdy，basedonMaxwell2Destablishedfniteelementmodelofthemotor，scanninganalysisofpolearCcoefficien

5、t，gettingtheoptimalpolearccoefficient，meanwhileslottingonthestatortoothcrown，thesimulationresultsshowthatthecoggingtorqueofthemotorisachievedsignificandyweakenafteroptimizing．Finally，aproto-typeandtested，thecontrastofsimulationvalueandthetestvalueofpr

6、ototype，theperformancesoferrorwithin8％．verifytherationalityofthedesignmethod．Thispaperprovidedareliablemethodforthedesignofsmallelectricvehicles埘tllouterrotorpermanentmagnetsynchronousmotor．ithasahighreferencevalueinengineeringpractice．Keywords：electr

7、icvehicle；outerrotor；permanentmagnetsynchronousmotor；motorgeometricsimilarlaws；maxwell2D；coggingtorque0引言随着能源使用紧张，石油价格上涨，以及生态环境等问题的日益突出，电动车以其节能、高效、零污染获得了人们良好的评价以及快速稳定的发展。因此，对电动车驱动电机的研究开发具有非常重要的社会价值和工程实际意义⋯。永磁电动机不需要直流励磁电源，其具有耗电量少、结构简单，运行可靠，体积小，质量轻，铜耗小等

8、诸多优点，而外转子则可以直接和电动车轮毂直接配合、无需传动装置，具有转动惯量大、散热好、电动机的效率和输出功率高等优点，符合电动车对驱动电机的要求。因此外转子永磁同步电动机能够广泛应用于电动车行业旧J。本文根据市场上已有的一款外转子永磁同步电动机的功率、尺寸参数，基于电机的几何相似定律，初步确定要设计的小型电动车用外转子永磁同步电动机的尺寸参数，结合该款电机其他相关性能指标，建立其有限元模型。通过对磁钢的极弧系数进行优化和在定子齿冠上开槽，降低齿槽转矩，使该款电作者简介：杨国龙(1