电动汽车用新型轴向磁场车轮电机的设计

车轮电机由于取消了齿轮和机械差动器,减小了驱动链的组件,因而减小了整个驱动链的重量,提高整个系统的可靠性和效率。该文对一种新型的应用于电动车辆驱动的直驱轮用轴向磁场永磁同步电动机的进行了设计。电机的电枢铁心由各个在磁路上没有联系的定子极组成,省去了定子铁心轭部,电机结构简单易制造。采用等效磁路法对电机进行了电磁设计,并用有限元法进行了验证。设计和仿真结果证明所提议的结构是可行的。     

混合励磁轴向磁场磁通切换型永磁电机静态特性

提出一种混合励磁轴向磁场磁通切换永磁电机,以一台12/11极电机为例分析电机的结构特点和工作原理。基于三维有限元方法研究该电机静态特性,对空载永磁磁场和气隙磁通密度进行分析,研究永磁磁链、反电动势、定位力矩及绕组电感等电磁特性,分析不同励磁电流下的气隙磁场分布和调磁特性。结果表明:该种电机的磁链和反电动势均为双极性的正弦分布,适于无刷交流运行场合;通过调节励磁电流,线圈匝链磁通变化明显,调磁效果较好。     

电动汽车用电机技术研究

当今世界节能和环保备受关注,使得电动汽车技术正在加速发展。电机技术是发展电动汽车的关键技术之一。该文对电动汽车用的感应电动机、永磁同步电动机和开关磁阻电动机技术和发展水平进行了分析研究。     

混合励磁轴向磁场磁通切换型永磁电机特性分析与试验研究

提出了一种适用于电动汽车驱动系统的E型铁心混合励磁轴向磁场磁通切换型永磁(HEAFFSPM)电机。以一台三相6/10极电机为例,基于三维有限元方法全面研究该电机静态特性,包括气隙磁密、空载永磁磁链、空载反电动势、电磁转矩、转矩-电流特性、绕组电感和磁场调节能力等;研究转子齿扇形角度和转子斜极对电机反电动势和齿槽转矩的影响,分析表明转子齿扇形和转子斜极可以改善反电动势和齿槽转矩波形。制造了一台2 k W样机并对其进行测试,验证了有限元分析结果的准确性,结果表明HEAFFSPM电机的磁链和反电动势均为正弦分布,带载能力和磁场调节能力均较强。     

磁场调制永磁直线电机拓扑研究综述

基于磁场调制原理(即磁齿轮效应)的磁场调制永磁直线电机(flux-modulation linear permanent magnet machines,FMLPMMs),具有更高的推力密度与更低的推力波动,近年来是直线电机领域的研究热门之一.该文旨在对磁场调制永磁直线电机拓扑结构方面的研究工作进行系统性综述.首先,介...     

混合动力电动汽车用开关磁阻电机热分析

车用电机体积小,功率密度高,导致其温升较高,而温升直接影响电机的使用寿命和运行可靠性,因此热分析成为电机设计的关键环节。以一台额定功率为60 kW的四相16/12开关磁阻电机为研究对象,基于集总参数热网络法(Lumped Parameter Thermal Network, LPTN),建立电机集中参数热模型,分析电机稳态温度分布和瞬态温升,对机壳水冷和喷淋冷却的效果进行分析,并得出在低速和高速运行下限制电机连续运行的因素。在此基础之上,对冷却水道数目和冷却液流量对电机温升的影响进行分析,为相同冷却条件和功率等级的开关磁阻电机选择合理的冷却水道数目和冷却液流量提供参考依据。     

电动汽车用外转子轮毂电机的设计研究

针对应用于电动汽车智能车轮的轮毂系统,开发设计出新一代一体化轮毂电机。根据设计需求给出了外转子轮毂电机的总体设计方案,对其主要尺寸以及整体电磁结构进行分析计算。采用Ansoft软件对磁化方向长度、极弧系数、气隙长度以及定子叠高等影响因素进行分析研究,以提高电机的输出性能。最后对样机进行了计算和试验测试,设计结果与实验结果相符,表明了设计分析的正确性。     

电动汽车用电机冷却方案研究

为了改善环境,积极响应国家以及国际社会对碳排放要求,近年来电动汽车等清洁能源设备得到快速发展,已在电机工业板块占有一席之地.受到电动汽车结构与功能的限制,对汽车电机发热以及体积有很高的要求,应用数值传热与流场理论对汽车电机冷却方案进行设计与优化已成为产品研发新趋势.现将一台电动汽车用电机为研究对象,应用数值仿真方法,对...     

电动汽车用电机及其控制技术研究

随着世界各国环保意识的增强和石油资源的逐渐枯竭,各国对电动汽车都投入大量的研究.本文就电动汽车关键技术-电驱动技术进行探讨,并详细研究电动汽车用电机,包括直流电机、交流异步感应电机、同步电机、开关磁阻电机及其控制方法,预测了未来电动汽车用电机的发展趋势.     

基于矢量控制的混合励磁轴向磁场磁通切换永磁电机分区控制策略

混合励磁轴向磁场磁通切换永磁(hybrid excited axial field flux-switching permanent magnet,HEAFFSPM)电机是一种新型定子励磁型混合励磁同步电机,它结合了轴向磁场磁通切换永磁电机和电励磁同步电机的优点。为了研究该结构电机在全速度运行范围内的运行性能,论文详细分析了电机结构特征与调磁机理,构建了电机数学模型和矢量控制系统。基于分区控制策略,在低速区,为了提高电机驱动系统的功率因数,提出一种单位功率因数控制策略,且与id(28)0控制进行对比研究;在高速区,为拓宽电机调速范围,提出一种最大输出功率弱磁控制策略,且与传统弱磁控制策略进行对比研究。基于MATLAB/Simulink和d SPACE1103,采用提出的控制策略对电机全速度范围的运行性能进行研究。仿真与实验结果表明,在低速区,电机轻载或重载运行时,单位功率因数控制策略始终保持电机驱动系统运行功率因数为1,使逆变器容量得到了充分利用;在高速区,最大输出功率弱磁控制策略提高了电机弱磁运行区域的功率利用率,增强了电机带载能力,拓宽了电机调速范围,提高了弱磁运行区的效率。     

混合励磁盘式电机的有限元分析

为了扩大转速范围 (恒压发电 /电动调速 ),文章介绍一种新型的磁场可控的混合励磁盘式电机,并以一台样机模型为例,用三维动态有限元进一步验证该电机的工作机理与磁场控制的特性。     

电动汽车用电机冷却系统设计及发展综述

在分析电动汽车用电机热源及其影响的基础上,对它的冷却系统发展进行了概述,给出不同类型冷却系统(风冷系统和液冷系统)的系统构成及特点,分析它的优缺点及适用条件,对目前发展面临的主要问题进行剖析,并提出其发展方向。     

电动汽车用高功率密度感应电机的设计与研究

针对目前永磁材料价格大幅度上涨,永磁电机和电动汽车动力系统成本增加的问题,给出了一个高功率密度感应电机方案,并介绍了方案的设计过程和感应电机提高功率密度的方法。运用有限元法计算了电机的输出能力、温升和转子强度等关键性能。通过参数化扫描电机的气隙长度和铁心长度,总结了它们对电机性能的影响。计算了电机额定运行时的损耗分布,并设计了机壳水冷回路,通过电磁场和温度场耦合计算,得出了电机的温度分布规律。最后,为了保证电机转子高速运行时的可靠性,计算了转子形变趋势和应力分布,得到了应力随转速的变化规律。结果表明,该电机具有良好的输出性能,并且散热能力好,可以长时间运行。     

混合动力车用复合结构永磁电机中磁场耦合

作为混合动力车中的电气无级变速器,复合结构永磁电机具有使内燃机独立于路况负载运行于高效率区、提高燃油经济性、降低排放等优点。主要针对混合动力车用新型复合结构永磁电机中的磁场耦合问题展开研究。首先将混合动力车用永磁电机与丰田Prius系列混合动力车中的丰田混合动力系统(THS)进行参数匹配,得到复合结构永磁电机的设计参数,并使二者具有相同的动力驱动性能;然后建立复合结构永磁电机的内部等值磁路模型,并以此为基础探索复合结构永磁电机内部磁场耦合规律;最后,利用2D-Ansoft有限元软件仿真分析复合结构永磁电机在不同工作模式下的内部磁场分布,并提出其内部磁场解耦设计方案,为复合结构永磁电机在混合动力车中的进一步应用奠定理论基础。     

电机气隙磁场调制行为及其转矩分析

磁场调制行为在电机中普遍存在,调制行为与转矩成分关系较为复杂。基于"电机磁场调制理论"定义了广义磁场调制电机同步调制与异步调制行为及其同步转矩与异步转矩分量,并就其关键的差异分别进行对比、分析并举例阐明;对常见电机结构作用在转子上的转矩成分进行总结和归类,阐述了同步/异步调制与同步/异步转矩分量的辩证关系。基于上述理论分析及定义,对常见的磁场调制电机进行实例分析,研究无刷双馈感应电机可能的运行模式、存在条件及转矩分量构成,总结单馈同步模式下无刷双馈感应电机与电励磁同步电机的异同;分析多层磁障与短路线圈复合转子无刷双馈电机拓扑结构,定性描述辅助短路线圈在磁场调制行为中的作用,定义调制算子进而定量讨论复合转子给磁场耦合能力、平均电磁转矩等方面可能带来的有益影响;最后,对简单凸极类磁场调制电机的调制行为及转矩特性进行统一描述。     

高性能磁场调制永磁直线电机研究综述与展望

永磁直线电机(PMLM)直接以直线运动输出功率,具有结构简单、效率高等明显优势,适用于某些直线运动应用场合,受到越来越广泛的关注。分析了PMLM广泛存在的磁场调制效应,对几种典型PMLM拓扑结构进行研究,指出其内在磁场调制机理的应用。同时,针对PMLM结构的特殊性,讨论了几种电磁参数的建模方法。最后,对PMLM磁场理论与拓扑结构研究进行了展望和应用前景分析,对直线电机的实际工程应用具有一定的参考价值。     

电动汽车用混合永磁辅助同步磁阻电机的转子优化设计

由于稀土材料的特殊性,其制造成本在逐步上升,而铁氧体材料成本较低,电机设计时可考虑将其替代部分钕铁硼的方案,以节省成本.建立了永磁辅助同步磁阻电机的数学模型,推导了电机的电磁转矩方程;根据性能需求对电机进行了初步设计,同时提出了三种混合永磁的方案,对比分析了三种方案的性能及抗退磁能力,选取了最优方案并进行了转矩针对性优...     

混合电动汽车用磁通切换型永磁电机冷却结构分析

本文的研究对象为三相10kW的磁通切换永磁电机(FSPM),该电机主要用作电动汽车的起动发电机。本文基于有限元法(FEM)计算磁通切换永磁电机的损耗值,并进行实验验证;其次本文利用Ansys Fluent仿真磁通切换永磁电机稳态温度场分布和暂态温度场分布,进行实验验证;最后本文基于磁通切换永磁电机的温度场数值模型和计算流体力学(CFD)仿真对电机现有的水冷结构进行优化分析,提升水冷结构的冷却性能。     

电动汽车用开关磁阻电机集成功率变换器设计

电动汽车用开关磁阻电机控制系统包含电机驱动和电池充电电路,降低了系统集成度和功率密度。以开关磁阻电机不对称半桥式功率变换器为基础,设计了一种用于电动汽车的集成功率变换器,增加了前端电路,通过控制前端电路可以实现电机驱动和电池充电两种工作模式。在电机驱动模式下利用电容器的充放电功能提高了系统的能量比,给出了电容器的容量估算方法,对比了不同容量对系统性能的影响。在电池充电模式下利用电机绕组作为充电电感,对原有功率器件复用,实现了具有功率因数校正（PFC）的功能充电方式,有效地改善了交流信号,分析了电机绕组作为充电电感的限定条件,实现了恒流充电和恒压充电过程,最后通过Matlab/Simulink仿真验证了方案的有效性。     

电动汽车用容错直驱轮毂电机的设计

设计了一种基于子电机的新型结构混合的异型直驱轮毂电机,用于驱动轮毂电动汽车。该电机的定子设计成两种不同的结构尺寸配合相应的电磁参数,共用同一个转子,在气隙圆周上构成4个子电机,控制系统可实现对各子电机的独立控制。首先根据电动汽车两种频繁工作点——低速起动和高速恒速,分别设计了额定值对应这两种工作点的电机,采用id=0和弱磁控制策略,并结合2D有限元仿真,分析了两种电机各自的稳态运行性能,绘制两种电机对应的转矩-转速与效率图。然后将两种电机组合成4个子电机,并优化调整参数,仿真分析了组合后的异型混合电机运行性能。仿真结果表明,组合后的异型混合电机在低速和高速工作区域均具有较高的运行效率,并具有良好的容错性能。