電動汽車用變磁通永磁同步電機的設計和研究.pdf

1、永磁同步電機，尤其是內置式永磁同步電機，具有功率密度高、機械特性好、轉速范圍寬等優(yōu)點，近年來在工業(yè)領域比如電動汽車驅動系統(tǒng)，得到了廣泛的應用。而傳統(tǒng)電力拖動用永磁同步電機，正常工作時電流始終含有弱磁分量，額外增加損耗并使得磁鋼利用率較低。另外電機在進入到高速階段后，較大的弱磁電流使得電機的銅耗增大，電機效率降低，并且由于逆變器容量有限，電機的弱磁程度受到限制，恒功率范圍較窄。故具有在線調磁作用的變磁通永磁同步電機越來越受到學術界的關注。

2、
　　本文首先從傳統(tǒng)永磁同步電機的弱磁問題著手，引出了變磁通永磁同步電機的工作原理，包括鋁鎳鈷永磁的“記憶”功能、變磁通電機的類型和調速原理。為獲得較高的轉矩密度并降低充磁電流，本文著重探討了變磁通永磁同步電機的設計和優(yōu)化過程。其中對磁鋼進行了設計，包括磁鋼磁化方向的選擇、磁鋼材料的選擇和鋁鎳鈷永磁磁滯模型的建立；通過在轉子交軸磁路上設計隔磁槽使電機具有反凸極性；研究了不等氣隙對轉矩脈動的影響；設計并對比了三種轉子以獲得具有較低漏

3、磁和較高轉矩質量的轉子結構；并通過對磁鋼位置的改進，降低電機的完全充磁電流。經(jīng)過以上設計和優(yōu)化過程，獲得具有較高轉矩密度和較低充磁電流的最優(yōu)拓撲結構，并對該拓撲結構的電感和機械特性進行了計算和分析。之后對電機進行了有限元分析，包括電機的充磁特性和不同充磁率下的輸出特性分析,分析得知，通過根據(jù)運行狀態(tài)適時調整電機的磁化狀態(tài)，可以使電機的轉速范圍得到擴展，并在較寬范圍內獲得較高的效率。為了驗證變磁通永磁同步電機的性能，本文設計了樣機并利用矢