宽调速范围低转矩脉动一种新型内置式永磁同步电机设计与分析

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1、第40卷第4期华北电力大学学报Vo1．40．No．42013年7月JournalofNorthChinaElectricPowerUniversityJu1．，2013doi：10．3969／j．ISSN．1007—2691．2013．04．02宽调速范围低转矩脉动的一种新型内置式永磁同步电机的设计与分析徐扬，郭-z-~~，王艾萌，周慎(1．华北电力大学电气与电子工程学院，河北保定071003；2．国电南瑞科技股份有限公司轨道技术分公司，江苏南京210061)摘要：宽调速范围与低转矩脉动一直是设计电动汽车用内置式永磁同步电机时所追求的重要目标。设计了一种转子结构为w的新型内置式永磁同步电机

2、，并进行了绕组结构优化与性能分析。利用有限元分析法，将所设计的电机初始模型、优化模型以及转子结构为一字型的传统内置式永磁同步电机模型进行了对比分析。通过对电机的永磁体用量、由轴电感、弱磁调速能力、齿槽转矩以及纹波转矩等重要参数的详细对比分析，最终选择了36槽8极转子结构为的内置式永磁同步电机设计方案。此方案在保证电机转矩、功率要求的前提下。可以获得较宽的调速范围和较小的整体转矩脉动。关键词：内置式永磁同步电机；有限元分析；弱磁调速范围；转矩脉动中图分类号：TM351文献标识码：A文章编号：1007—2691(2013)04—0007—06Designandanalysisofanoveli

3、nteriorpermanentmagnetsynchronousmachinewithwidespeedregionandlowtorquerippleXUYang，GUOYun．xiang，WANGAi．men’ZHOUShen，(1．SchoolofElectricalandElectronicEngineering，NoahChinaElectricPowerUniversity，Baoding071003，China；2．RailTransitTechnologyBranchCompanyNARITechnologyDevelopmentCo．，Ltd．，Nanjing21006

4、1，China)Abstract：Widespeedregionandlowtorquerippleisalwaysthekeydestinationwhendesigningainteriorpermanentmagnetmachineforelectricvehicletraction．Anovelinteriorpermanentmagnetsynchronousmotor(IPMSM)withrotortopologyofW—type，isdesignedthenwindingstructureoptimizationandperformanceanalysishavebeenpr

5、esented．Usingfiniteelementanalysis，thecomparisonandanalysisoftheinitialdesignmodel，theoptimizationmodelandthetraditionalIPMSMmodelhavebeenca~iedout．Detailedcomparativeanalysisofthemachines’parametersismade，whichincludesthetotalmassoftheusedpermanentmagnet，d-qaxisinductance，thecapacityofflux-weaken

6、ing，cog—gingtorqueandrippletorqueandSOon．Finally，thedesignoftheIPMSMwith36一slot8一pole，androtortopologyofW—typeisselected．Themachinehasbothawidespeedregionandlowtorqueripple．whilethetorqueandpowerofthemachinehavebeenensured．Keywords：interiorpermanentmagnetsynchronousmachine(IPMSM)；finiteelementanal

7、ysis(FEA)；flux·weake—ningspeedregion；torqueripple0引言收稿日期：2013—02—20．基金项目：河北省自然科学基金资助项目(E2012502018)随着全球变暖以及化石燃料紧缺问题日渐严重，如何更高效地利用能源成为人类发展过程2013正速曲线圉63台电机模型的不同转速下的转短、转ed。fthVersusSpeandPowerveofTorqueFig．6Curd山eM。T