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纯电动汽车用永磁同步电动机设计及弱磁扩速分析

陈晨  
【摘要】:在能源和环境问题日益突出的今天,全社会发展低碳经济的呼声已经延伸到汽车行业,当今社会对节能和环保的要求正促进着电动汽车的发展,特别是纯电动汽车作为最为清洁的能源汽车将成为我国新能源汽车发展的主要方向。驱动电机是纯电动汽车要研究的关键技术之一,纯电动汽车要求其驱动电机具有高效率、宽调速、高过载能力等优点,本文的研究工作就是设计一种满足纯电动汽车的技术性能要求的高性能电动机。 本文首先阐述了研究纯电动汽车的重要性和电动汽车驱动电机的国内外发展现状,通过比较各种类型驱动电机的优缺点,选择最能满足纯电动汽车性能要求的内置式永磁同步电动机,然后介绍了永磁同步电动机的结构特点和工作原理,依据纯电动汽车用驱动电机的设计任务书提供的主要性能指标和技术要求,对电机进行本体设计,并给出电磁计算程序和算例分析。 本文针对纯电动汽车驱动电机高过载能力、宽调速范围的要求,特别设计水冷的冷却方式,在定子铁心与电机外壳之间设置循环水道,以有效地带走热量,达到比传统冷却方式更好的降温效果,从而使得导线的电流密度最大允许值增大,进而使得电动机的弱磁调速范围增大。 对设计的样机建立二维有限元模型,采用有限元方法进行电磁场数值计算及仿真分析,得到样机空载及负载运行时的气隙磁密曲线,得出直轴电枢反应对主磁场的去磁作用,并且进一步从控制特性上分析了电机的弱磁扩速性能,以满足电机宽调速范围的技术要求。


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