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时间:2017-12-08
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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
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