电动汽车驱动用宽调速范围永磁同步电机的优化设计

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永磁同步电机具有功率密度高、转矩密度大、效率高等突出优点。本文结合电动汽车实际驱动需要,确定电动汽车驱动用永磁同步电机性能指标,建立仿真模型,优化设计一款满足电动汽车驱动用的宽调速范围永磁体同步电机。对电动汽车实际工况进行研究分析,确定其驱动电机的性能参数要求。通过理论计算,结合实际需要,设计驱动电机的类型、功率、转矩、转速、效率参数。研究影响永磁同步电机调速特性的参数,研究永磁磁链、电感、定子电流极值三者大小关系对电机调速范围的影响;对宽调速范围永磁同步电机的槽极配合、绕组、定子、转子结构进行设计。初步设计对比分析三种不同拓扑结构的永磁电机,对比分析三种结构电机性能差异,确定宽调速范围永磁同步电机永磁体拓扑结构。采用正交试验优化方法,优化设计永磁同步电机。通过正交矩阵确定仿真试验分组,研究了各参数及参数变化对驱动电机峰值转矩、转矩波动和凸极比的影响;确定了基于试验分组下的电机调速范围宽、电机转矩性能最优的参数组合,并分析研究了该组最优解下电机的损耗和效率。根据最终优化设计结果制作一台样机并进行相关试验分析,进一步验证本文设计的永磁同步电机的性能。
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