汽车eps永磁同步助力电机设计

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1、机械设计与制造第l2期70MachineryDesign&Manufacture2014年12月汽车EPS永磁同步助力电机设计赵树恩，王昭均(重庆交通大学机电与汽车工程学院，重庆400074)摘要：针对汽车EPS系统中助力电机性能要求，以额定功率500W、电压24V、转速750r／min的Y型三相永磁同步电机为设计基础，应用RMxprt模块和AnsoftMaxwell2D有限元模块，分析了永磁同步电机不同的永磁体尺寸及排列方式、气隙、极弧系数、电机细长比，槽口宽度等因素对电机性能的影响。结合电机设计经验公式和RMxprt模块

2、，对汽车EPS系统中助力电机采用的永磁同步电机进行优化设计，同时结合Maxwell2D有限元模块对应用RMxprt模块设计的电机进行性能验证，设计出了符合汽车EPS系统助力特性需求的永磁同步电机。关键词：电动助力转向；永磁同步电机；优化设计中图分类号：TH16；TM351文献标识码：A文章编号：1001—3997(2014)12—0070—04TheDesignofPMSMasBoosterMotorAutomotiveEPSSystemZHAOShu-en，WANGZhao-jun(CollegeofMechatronic

3、sandAutomobileEngineering，ChongqingJiaotongUniversity，Chongqing400074，China)Abstract：AimedthepermerequirementsofboostermotorwhichWasedinautomotiveEPSsystem，motordesignbuiltonratedpower500W，voltage24V，rotationalspeed750r／min，Y-modelandthree-phasePMSM，andappliedRMxpr

4、tmoduleandAnsoftMaxwell2DfiniteelementmoduletoanalyzethePMSMofdifferentpermanentmagnetsizesandarrangements，anddifferentmotorgaps，polearccoefficient，motorslendernessratioandslotwidthsaffectingthepeo~ormaneeofthemotor．Itcombinedwithmotorto&signempiricalformulaandRMxp

5、rtmodule，andoptimizedthedesignforPMSMwhich∞boostermotorusedinautomotiveEPSsystem，whilecombinedwithMaxwell2Dfiniteelementmoduletoverifythepe矿0rmaceverifwationwhichwasdesignedbyRMxprtmodule，andatthefinalitdesignedoutaPMSMwhichmettheneedsofassistcharacteristicsofEPSsy

6、stem．KeyWords：ElectricPowerSteering；PMSM；OptimalDesign证，最终设计出符合要求的额定转矩6．36N．m、额定功率500W的1引言8极转子表面凸出式Y型三相PMSM，满足了汽车EPS系统中助我国目前大部分车辆仍采用液压助力转向(Hydraumatic力电机的性能要求。PowerSteering，HPS)系统。与HPS相比，电动助力转向(ElectricPowersteering，EPS)系统具有低速转向轻便性，高速转向稳定性，2PMSM建模参数初步估算直线行驶性能佳和节能环保

7、等优点，很适合作为车辆的助力转向设计的是额定功率500W、电压24V、转速750RPM的Y型系统。而永磁同步电机(PermanentMagnetSynchronousMotor，三相PMSM，电机主要参数包括：电机极数、槽数、定转子外径、铁PMSM)因其具有体积小、损耗低、效率高等卓越性能，成为EPS芯长度、永磁体体积、线圈匝数及线径，极弧系数和气隙宽度。系统中助力电机的极佳选择。对于PMSM而言，同功率下随电机极数的增加，电机输出转矩国内外学者对PMSM进行了大量的研究。文献【研究了通过增加，转速下降。本次所十的PMSM主

8、要应用于汽车EPS系统，减小齿槽转矩来降低转矩脉动的内置式PMSM。文献应用磁路电机应在保证输出转速的前提下，提高输出转矩，因此电机极数采法和有限元法，探讨了径向和切向结构PMSM在发电状态下的用8极；结合槽数与极数配合的一般原则，取定定子槽数为24，槽性能差别。文献应用数值分析法研究了表