电动汽车驱动用永磁同步电机结构分析

针对一款100k W新能源汽车驱动用永磁同步电机低速大扭矩和高速恒功率区弱磁调速范围宽的要求,采用"V"型转子磁路结构。考虑电机实际控制策略在转折转速以内为最大转矩电流比(MTPA)控制,转折转速以上为弱磁控制,结合ANSYS Maxwell对电机主要性能进行了电磁场仿真分析,确定永磁同步电机各主要参数。并对样机进行了空载试验、负载试验。将样机试验测试结果与电磁场仿真计算结果进行对比分析。     

基于有限元法的永磁同步电机定子固有频率研究

定子模态分析是研究永磁同步电机(PMSM)电磁振动噪声的重要环节,对定子固有频率进行准确预测是抑制PMSM电磁振动噪声的基础。运用解析法分析了影响定子固有频率的主要因素。建立了定子系统各部分有限元仿真模型,通过有限元仿真和相关数据处理分析研究了绕组、机壳和端盖对定子固有频率的影响。结果表明:当绕组等效弹性模量低于某一临界值时,会使定子固有频率降低,而高于该临界值时,会使定子固有频率升高;机壳和端盖均会使定子的固有频率大幅度提高。     

电动汽车用永磁同步电机评述

研制开发电动车的关键主要有两个方面,一是生产高能量密度的电池,二是开发性能优良的驱动系统。在各类驱动电机中,永磁同步电机能量密度高,效率高、体积小、惯性低、响应快,有很好的应用前景。主要介绍了电动车驱动用永磁同步电机的几种常见类型以及目前的研究热点。     

电动汽车用永磁同步电机的发展分析

简要的比较了几种常用电动汽车的驱动系统,并指出了永磁同步电动机的优势。在各类驱动电机中,永磁同步电机能量密度高,效率高、体积小、惯性低、响应快,有很好的应用前景,介绍了电动车驱动用永磁同步电机的目前研究状况以及目前的研究热点和发展趋势。     

电动汽车用永磁同步电机控制器设计

电动汽车逐渐成为人们出行的交通工具之一,对技术可靠性和安全性的要求较高。电机控制器是实现电池直流电源向三相交流电源转换的装置,驱动永磁同步电机(PMSM)输出力能。设计了一款基于瑞萨单片机的PMSM控制器,从元器件选型、硬件保护电路原理、PCB布局、控制算法、结构强度和热分析方面展开分析。最后生产控制器样机并搭建试验平台,对PMSM控制器进行了效率特性测试、发电测试和温升测试。试验结果验证了设计方案的合理性。     

电动汽车用永磁同步电机性能参数仿真

对某电动汽车用PMSM的驱动性能参数进行匹配,利用Motor-CAD软件建立永磁同步电机模型。通过E-mag模块与Terminal模块对PMSM模型进行磁热耦合仿真,并建立Lab模块参数的边界和损耗模型,对仿真出的工况工作点分布数据与实际样件标定数据对比,得出需求数据的优化方向,为纯电动汽车动力、经济性能需求指标提升提供参考。     

纯电动汽车用永磁同步电机温度场计算

以一台额定功率为25 k W的纯电动汽车用永磁同步电机为研究对象,利用集中参数法建立了电机的热网络模型,通过建立其热平衡方程组,计算电机内各零部件的节点温度;同时基于有限体积法,建立了电机的求解域模型,利用Fluent软件计算电机的温度场,并同热网络法求解进行比较。借助于实验平台,对计算结果和实验结果进行对比分析,以验证利用热网络法和有限体积法求解电机温度场的准确性。     

电动汽车用永磁同步电机铁耗计算

为了研究电动汽车永磁同步电机损耗,借助有限元分析软件,依次用正弦等效法、径向切向法和傅里叶分解法逐渐精确分析了永磁电机的磁密波形,从而准确计算出铁心损耗值。用一台额定转速4 500 r/min的永磁电机进行损耗试验及分析,并将分离出的铁耗值与三种方法的计算值比较,验证了三种方法的计算值越来越接近实测值,为进一步进行电机优化设计、减少电机损耗和温升研究奠定了基础。     

电动汽车用永磁同步电机的选型研究

为满足电动汽车轻量化、节能效果,车用永磁同步电机趋于向高扭矩密度、高功率密度、高效率、高转速化方向发展。考虑到控制器的成本控制,则必须限制电机的电流和反电动势,同时电机的振动和噪声也是不可忽视的,这给电机设计选型工作带来挑战。对比分析了四款电机,分别是36槽8极,48槽8极,72槽8极半极式、72槽8极整极式,其中72槽8极选用扁铜线绕组。分析出四款电机的空载反动势、齿槽力波、短路电流、气隙磁密、效率map、径向电磁力波、负载电压、热仿真等。根据分析结果和客户要求,可以指导选择合适产品。     

电动汽车用永磁同步电机滑模预测控制

针对电动汽车用永磁同步电机(PMSM)在复杂工况下的转速控制问题,提出了一种基于离散滑模预测控制理论的PMSM转速跟踪控制方法。首先根据PMSM数学模型,建立了转速跟踪误差的离散化模型,然后通过设计滑模预测模型,设定滑模参考轨迹,反馈校正,滚动优化等,得到了滑模预测控制率,实现了PMSM转速的快速跟踪控制。仿真结果表明,所提出的电动汽车用永磁同步电机滑模预测控制方法,可实现转速的快速跟踪控制,且具有良好的抗扰动性能,有助于提高电动汽车的驾乘舒适性。     

电动汽车用分裂绕组永磁同步电机设计

设计了一款新型纯电动物流车用驱动电机,定子采用分裂绕组形式,电机在低速区域工作时绕组全部接入,电机在高速区域工作时绕组部分接入,以替代机械式两档变速箱,拓宽电机高效率工作区域。根据电动物流车所需动力,计算电机的功率和转矩特性曲线,利用解析法和有限元法确定额定工况下电机的转子及定子等电磁参数,再根据实际电压和电流限制优化交直轴磁路,并优化定子绕组分裂比,电机实测实验描绘出电机输出效率map。     

电动汽车用高功永磁同步电机设计与特性分析

针对传统内置式永磁同步电动机(PMSM)反电动势谐波含量高,转矩脉动大等缺点,提出一种高功率密度电动汽车用不等气隙永磁同步电机(UG-PMSM),通过气隙的不均匀特性,改善空载反电动势正弦特性.建立了UG-PMSM电机功率尺寸方程,利用二维有限元分析法,分析了空载永磁磁链、空载感应电动势、输出转矩、转矩脉动、齿槽转矩等静态特性,计算了UG-PMSM电感特性,在此基础上,研究了UG-PMSM过载能力与弱磁扩速范围.仿真分析结果验证了UG-PMSM高功率密度、高转矩密度、低转矩脉动等优点,适合应用于电动汽车驱动系统中.     

电动汽车用永磁同步电机起动过程分析与实现

为了满足电动汽车的响应时间短、转速无超调、稳态误差小的起动性能要求,对起动过程进行了分析,结合各个阶段的特点,提出了速度环采用自抗扰控制(ADRC)的控制方法。然后在基于模型的算法控制(MMC)平台下,采用基于模型的设计方法完成了基于ADRC的永磁同步电机矢量控制模型的设计和代码自动生成。最后结合试验平台,对电动机的起动过程进行了分析研究。结果表明采用基于ADRC的矢量控制算法,电动机具有良好的起动性能,能够满足电动汽车频繁起停的要求。     

场路结合电动汽车用永磁同步电机设计分析

运用MATLAB及ANSYS Maxwell有限元软件,采用场路结合方法设计了一台60 k W电动汽车用内置式永磁同步电动机。通过对电机的空载反电势、计算极弧系数、空载漏磁系数、直交轴电感等关键电磁参数及电机效率MAP图的分析计算和样机测试,验证了设计的可行性。     

新型定子结构永磁同步电机弱磁调速性能分析

提出了一种用于弱磁升速运行的新定子结构永磁同步电机,这种电机每个定子槽内设置一对分流齿,它能减少磁路磁阻,增加有限的电枢磁动势产生的电枢磁通,束缚在分流齿中大部分电枢磁通,将抵消永磁励磁磁通与定子绕组匝链,控制定子绕组磁链,实现弱磁升速。建立了新结构电机的等效磁路,说明分流齿弱磁工作原理,并解释分流齿束缚电枢磁通并不削弱电机转矩输出的机理。对新定子结构电机进行了有限元分析,在此基础上研制了一台样机并进行了实验研究,实验结果和计算结果相吻合,验证了新定子结构永磁同步电机的弱磁性能。     

电动汽车用永磁同步电机遗传优化鲁棒控制研究

针对四轮毂式电动汽车车用永磁同步电机的车速跟踪问题和由复杂路况引起的负载扰动问题,建立了永磁电机的状态空间模型。利用鲁棒H∞混合灵敏度方法设计了交轴电流环控制器,并采用遗传算法选取最优的鲁棒加权函数。仿真结果表明,即使在系统外界干扰存在的情况下仍能保证整个系统稳定。该方法可以提高汽车在行驶过程中的抗干扰性能和车速跟踪性能。     

电动汽车用永磁同步电机效率优化控制研究

降低永磁同步电机的损耗对提高电动汽车一次充电续驶里程有重要的意义。结合矢量控制策略,对最小损耗模型和最大转矩电流比两种控制策略进行了对比研究,前者在分析永磁同步电机损耗模型的基础上,采用加权的方法,实时计算得到永磁同步电机电气损耗最小时的最优励磁电流;后者建立了dq轴电流与转矩的非线性方程组,推导出dq轴电流与转矩的表达式,实现了最大转矩电流比控制。仿真结果表明,与最大转矩电流比控制方案相比,在基于损耗模型的效率优化控制策略下,电机的动态响应更快,效率更高,达到了节能、提高电动汽车一次充电续驶里程的目的。     

基于Modelica纯电动汽车用永磁同步电机仿真

电动汽车是多领域耦合的复杂物理系统.基于多领域统一建模语言Modelica建模,可实现各系统参数无缝求解与优化.在对电动汽车整车性能仿真分析中,电机驱动系统是电动汽车核心部件,其准确性和实用性占据十分重要位置.采用Modelica语言,基于Dymola平台建立永磁同步电机驱动系统仿真模型,结合电机及驱动系统台架测试实验,对电机驱动系统进行检验和校正.在此基础上,以实验纯电动汽车整车仿真验证模型,仿真结果与台架测试结果接近,验证了其正确性与可行性.     

电动汽车用永磁同步电机弱磁控制策略综述

结合电动汽车应用,分析了适合弱磁运行的永磁同步电机的结构特点,并在永磁同步电机的数学模型基础上,介绍了应用于矢量控制技术中不同的弱磁控制方法。受车载电源电压的限制,在转折速度以上,电机转速的提升必须依靠弱磁控制。为实现电机的最优使用,通常将弱磁区分为弱磁I区和弱磁II区,提出了多种基于电机模型和鲁棒控制的方法。综合近年来有关弱磁控制研究的发展现状,分类整理了弱磁I区和弱磁II区的弱磁控制方法,指出了各种方法的优缺点。最后,对电动汽车控制系统的最优设计的发展趋势进行了展望。     

电动汽车用永磁同步电机的H∞鲁棒控制

以电动小汽车的轮毂直驱方式为对象,基于永磁同步电机状态空间模型,设计了鲁棒控制器,应用于电动汽车驱动控制.将基于鲁棒控制设计的系统与基于最优控制的系统进行了比较.仿真结果表明,采用鲁棒控制的永磁同步电机系统响应速度快,控制性能好,对负载变化和自身参数扰动具有较好的鲁棒性,能够很好地满足电动汽车的性能要求.