電動汽車用高功率密度寬調(diào)速永磁電機詳解

1.引言

汽車的排氣污染、噪聲、燃油存放的火災隱患等問題，越來越引起人們的關注，電動汽車成為汽車發(fā)展新發(fā)向。電動汽車混合動力汽車(HEV)、是解決能源危機和環(huán)境污染的重要途徑。其中驅(qū)動電機和傳動系統(tǒng)是電動汽車的鶯要部分，電動汽車用驅(qū)動電機制約著中國電動汽車的研發(fā)及其產(chǎn)業(yè)化進程。HEV和EV用永磁驅(qū)動電機主要有“表面貼裝式”永磁同步電機(SPMSM)和“內(nèi)置式”永磁同步電機(IPMSM)。電機設計必須更新觀念：

1.最佳的電機設計原則，不能滿足于達到最佳性能，而應該是最佳性能價格比，最佳性能體

積比;

2.電機設計還應從機電一體化整體指標考慮，應使控制系統(tǒng)的簡化，得益于優(yōu)良的電機性能。如果要使車用永磁驅(qū)動電機BLM綜合性能功能提高，以傳統(tǒng)的電機設計方法已沒有多少“油水”可擠r，必須尋找新途徑。為此，我們在給歐美用戶設計內(nèi)置式永磁同步電機中，針對HEV和Ev用永磁驅(qū)動電機性能要求，采用高磁密聚磁、電流和溫度去磁補償，纛弦波氣隙磁場的建立、弱磁擴逮麴獲褥和轉(zhuǎn)矩波動熬抑制等俸了一魑研究，并在承磁無刪電帆(PMBLM)、永磁閹步電機(PldSM)翮永磁交流伺服嗽機(ACSM)和永磁無刷輪瑰機(PMWM)產(chǎn)菇中得到斑髑[1][2]【3】。內(nèi)鬣式永磁同步電視畿產(chǎn)生磁隰轉(zhuǎn)矩，蒯予高速運行藕頻繁癌動，實現(xiàn)離效、嵩如力、寬調(diào)速、快響應的平穩(wěn)運孬。

2. 車用永磁同步電機(PMSM)主要結(jié)構

根據(jù)磁鋼在轉(zhuǎn)子中的放置位置，PMSM可分為表面貼裝式(圖1左)和內(nèi)置式(圖1右)。內(nèi)置式磁鋼優(yōu)點是有聚磁效應，極靴保護磁鋼，產(chǎn)生磁阻轉(zhuǎn)矩，有利于電動汽車高速運行路如圖3所示。

整體磁鋼的內(nèi)置永磁同步電機d軸電感Ld和q軸電感Lq如圖4所示。

4.高功率密度寬調(diào)速車用IPMSM優(yōu)化設計及其相關技術

車用內(nèi)置式一字型分段永磁同步電機如圖8所示。

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