电动机车驱动永磁同步电机设计和控制的研究.pdfVIP

第 25卷第 6期 电 力 科 学 与 工 程 V01．25．No．6 Jun一2009 29 2009年 6月 ElectricPowerScienceandEngineering 电动机车驱动永磁同步电机设计和控制的研究 魏 亮，王艾萌，李和明 (华北电力大学 电气与电子工程学院，河北保定071003) 摘要：针对电动汽车，设计了一种新型的内置式永磁同步电动机，建立其相应控制系统，并通过 Matlab／ Simulink对控制系统建模仿真．仿真结果验证了系统的运行特性。 关键词：电动汽车：内置式永磁 (IPM)电机；弱磁 中图分类号：TM921．02：TM351 文献标识码：A 图1所示。电机共有十二极，每一极都有两块永磁 0 引 言 体联合励磁。图2所示为电机一极的具体结构。电 机具体尺寸参数如表 1所示。 随着汽车工业的发展，能源和环境问题的日益 突出，低耗、高效已经成为现代汽车发展的根本要 求。这就要求首先要有高效的电机，然后再有与之 相匹配的控制系统。汽车是一个特殊使用环境，设 计时要考虑到电机具有高启动转矩，能够在一个很 宽速度范围内保证恒定功率的输出，此外，还要考 虑到空间狭小等的限制；因此，内置式永磁 电机 以 其效率高、体积小、重量轻、具有弱磁扩速潜力等 诸多优点，成为电动汽车驱动电机的理想选择。本 文设计一款适用于电动汽车的内置式永磁同步电 机，同时为其构建了相应的控制系统；并通过仿真 验证了所设计的电机及其控制系统的优 良性能。 图1 12极55kW 内置式永磁电机迭片结构 1 新型内置式永磁电机设计 1．1 电机结构 传统的内置式永磁同步电机，永磁体在转子中 的安放都是一字形，即每一极对应一个永磁体。本 文中设计的电机，永磁体按 V字形结构安放，此 种结构能够有效地增加永磁体励磁，减小脉动转 矩，提高永磁电机的弱磁能力。电机迭片结构图如 图2 电机单极的结构图 收稿 日期：2009-03-01． 作者简介：魏亮 (1981一)，男，华北电力大学电气与电子工程学院研究生 电 力 科 学 与 工 程 2009篷 表 1 电机尺寸 名称 尺寸 极对数 24 目 定子槽数 72 邑 定子外径 250mm 、 定子 内径 190衄 样 转子内径 130衄 定转子间气隙 0．6衄 定子叠片长度 85衄 转速 ／(xl04rr·ain) 永磁体 5．5mm~18mm 永磁体跨度 120(elect．degrees) 1．2 电机参数 电机永磁体产生磁链、d轴和g轴 电感的参数， 是利用Ansoft公司的有限元分析软件Maxwell对 喜 所设计电机进行建模，通过有限元方法计