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电动汽车U形转子永磁同步电动机研究

2012-12-25 17:10:34作者:李新华 区军华 杨国威 章国光 来源:

摘要在分析PRIUS电动机的基础上,作者提出一种电动汽车驱动用U形转子永磁同步电动机方案;本文首先对U形转子电动机做了磁场仿真,重点讨论了这种新型结构的主要优点,并与PRIUS V形转子电动机进行了全面比较。...

  1 引言

  日本丰田汽车公司PRIUS永磁同步电动机已经发展了三代,极槽配合没有变化,均为8极/48槽,但转子结构有改动,第一代永磁同步电动机转子为一字形磁钢,第二、三代为V字形磁钢(以下简称V形转子电动机)。尽管PRIUS混合动力汽车取得了很大的商业成功,其驱动永磁同步电动机也已得到业界公认,然而作者认为V形转子电动机仍有可讨论之处。首先,V形转子电动机定子槽数Z1=48,槽窄而深(见图1),槽满率达84%,下线难度较大,下线效率低,影响电机生产成本;其次,由于采用q=2的单层整数槽绕组,不能很好地抑制谐波电动势,特别是齿谐波电动势,电机的转矩脉动会比较大,图2为V形转子电动机在1200r/min时的动态转矩仿真波形,转矩脉动率达28.5%;第三,V形转子电动机的交、直轴同步电感之差约为1.77mH,电感差值还有增大空间,可以进一步提高电机磁阻转矩在总转矩中的比重。

 

  

PRIUS电动机定子铁心

 

  图1 PRIUS电动机定子铁心

 

  

PRIUS电动机转矩仿真

 

  图2 PRIUS电动机转矩仿真

  针对上述问题,作者提出一种U形磁钢转子分数槽绕组永磁同步电动机方案(以下简称U形转子电动机),即采用8极/36槽极槽配合的双层分数槽绕组,转子U形磁钢排列。为了便于比较,文中U形转子电动机的主要技术数据与第二代V形转子电动机相同。使用ANSOFT软件进行仿真分析,仿真结果表明,U形转子电动机较好地克服了V形转子电动机的不足,是一个较为理想的电动汽车永磁同步电动机方案。
(本文不涉密)
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