电动车驱动用永磁同步电机力矩特性的研究.pdfVIP

高技术通讯 　2005 年 12 月 第 15 卷 第 12 期 电动车驱动用永磁同步电机力矩特性的研究① ② 代 　颖 　崔淑梅 ( 哈尔滨工业大学电气工程系 　哈尔滨 150001) 摘　要 　对影响内置式永磁同步电机转矩特性的三个关键设计参数 ———永磁体宽度、定 子绕组匝数及转子铁心外形进行了研究。以具体样机为例 ,分析了定子绕组匝数、永磁体 充磁方向长度和转子外形对转矩特性的影响。分析结果表明 :永磁体宽度接近于整数倍 定子齿距可降低负载脉动转矩 ;采用偏心分段圆弧法优化转子外形有利于提高电机的转 矩特性。通过实验验证了理论分析的正确性。 关键词 　力矩特性 ,永磁同步电机 , 内置式 轴同步电抗; p n 为极对数; ω为电角速度。从公式 ( ) ( ) 0 　引 言 2 、3 可以看出 , 当电机的端电压一定时 , 电机的 空载反电势和直、交轴电抗直接影响电机的转矩大 电力驱动系统是电动车的心脏,其性能的优劣 小。对这三个电磁参数影响最大的电机设计参数是 会直接影响电动车的整车性能。内置式永磁同步电 永磁体宽度、定子每相绕组匝数和转子极靴形状。 机功率密度大、驱动效率高 ,是电动车驱动电机的主 从转矩大小方面来看 ,永磁体宽度的大小直接 要类型之一 ,尤其在轿车驱动中具有优势。 影响永磁磁通的大小 ,永磁体越宽 , 电机的输出转矩 对于电动车驱动电机而言 ,转矩特性是主要技 就越大。 术指标之一。电机的低速转矩影响电动车的爬坡能 从转矩波动方面来看 ,永磁体宽度的变化使得 力和加速性能 ; 电机的高速转矩影响电动车的巡航 铁心磁阻和感应电动势波形发生变化 ,导致齿槽转 能力 ; 电机的转矩脉动影响汽车驾驶的舒适性。为 矩和纹波转矩发生变化。这两种波动转矩随永磁体 提高电动车永磁同步电机驱动系统的转矩特性 ,本 宽度变化的趋势不同 , 电机脉动转矩的增大或减小 文以研究工作中的样机设计为例 ,对主要的参数进 主要取决于二者之和的增大或减小。永磁体过宽或 行了分析研究 , 提出了提高转矩性能的设计方 过窄都可能导致电机脉动转矩增大[3 ] 。 法[1 ,2 ] 。 通过有限元分析得出 : 当永磁体宽度为整数倍 定子齿距时 ,负载脉动转矩最小。 1 　永磁体宽度对转矩性能的影响 表 1 为样机采用不同永磁体宽度时对应的平均 ( 转矩和转矩波动系数 力矩波动峰值之差除以力矩 内置式永磁同步电机的电磁转矩可用式