电动汽车用轮式永磁电机驱动系统的研究

本文介绍一种用于电动汽车的轮式永磁无刷直流电机驱动系统,讨论了以高力能指标、高效率和良好控制特性为目的,所采用的电机电势、电流加谐波技术和超前角控制策略     

电动车用轮式电机的研制

介绍了永磁外转子电机的设计、分析、制造及试验。重点讨论了如何设计磁钢的开头,使主极磁场中３次和５次谐波磁场分量达到要求值,从而提高电机的出力。用有限元方法计算了反电势波形,其设计值和试验值吻合得比较好。该电机已用在电动车上,试验和实践表明,所设计的电机能达到预期的性能指标。     

电动汽车用永磁电机温升及冷却的研究

本文基于一台104kW,1250r/min的电动汽车用永磁电机,设计了螺旋与Z形的水冷结构,基于流固耦合法,对两种冷却结构下电机的流体场与温度场进行分析,详细对比了两种水冷结构下的电机绕组、铁心的温升以及轴承和永磁体的温度。另外,为了进一步优化电机的冷却结构,本文设计了不同数量、宽度的水路,研究不同水路结构对电机温升的影响。最后基于设计好的水冷结构,给定不同的冷却水速,研究水流速度对电机温升的影响,并进行了不同水流速度下的温升试验。将实验值和计算值进行了误差分析,其误差在工程允许范围内,验证了冷却方案的可行性     

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。     

电动汽车用永磁电机弱磁调速能力

针对电动汽车驱动系统对永磁电机恒功率调速范围的较高要求,研究了内置V型磁路结构参数对永磁电机弱磁调速能力的影响。采用有限元仿真的方法分析相邻磁极间距和磁极中心植入深度与直轴电感、交轴电感、凸极率、气隙磁密和永磁磁链之间的关系,并由此得到永磁转矩和磁阻转矩的变化规律。结合电机控制器最大逆变电压和输出电流,总结出永磁电机反电势和转子结构参数与弱磁调速范围的关系。样机实验结果表明,通过调整转子磁路结构进而优化电机反电势和凸极率的方法能够有效拓宽永磁电机弱磁调速范围。电动汽车用永磁电机应适当增加转子相邻磁极间距并降低永磁体埋置深度,降低电机反电势的同时增加磁阻转矩,提高恒功率调速阶段带载能力。     

电动汽车新型直接轮式驱动控制系统的可行性研究

直接轮式驱动电动汽车为实现汽车转弯时的差动功能,不得不采用复杂的差动控制算法对左右驱动轮进行协调控制,以取代机械差速器。在分析汽车运动基本规律特别是差动原理的基础上,提出了一种新型直接轮式驱动榨制系统,该系统主要由2台方波电流驱动的永磁无刷电机串联而成,避免了复杂的差动控制算法,对其原理和可行性进行了详细地分析和阐释。最后在Matlab／Similink平台下对该系统进行了仿真分析．结果表明：该驱动控制系统完全能够实现机械差速器功能,同时可直接利用电机控制的现有成果．从而降低了控制系统的复杂程度和设计费用,为提高直接轮式驱动电动汽车的性能提供了新思路。     

电动汽车牵引永磁电机关键性能的有限元仿真分析

通过有限元仿真软件对电动汽车牵引用永磁电机的两个关键性能-牵引特性和振动噪声特性进行仿真分析,缩短电机的研发周期,解决车用永磁电机设计过程中样机反复试制费用大、周期长的缺点。建立永磁电机的电磁场2D有限元仿真模型,验证永磁电机的低速最大转矩输出能力和高速弱磁扩速能力,依据电磁场分析结果,在不影响电机牵引性能的前提下转子铁心开工艺槽,减小电机质量,改善转子通风条件。对车用永磁电机进行电磁力波分析,建立电机定子铁心的3D模态有限元仿真模型,分析得出电机结构的模态频率,从电机的电磁设计和结构设计上避免产生较大电磁振动和电磁噪声的可能性。     

电动汽车及其驱动电机发展现状与展望

在提倡环保和节能的大环境下,电动汽车技术迅速发展起来,并成为当前国际汽车行业的研究热点。回顾了电动汽车行业的现状和电动汽车种类,并重点介绍了电动汽车驱动电机的种类及其永磁化趋势,对永磁电机关键技术和电动汽车电机未来的发展趋势作了阐述。最后就电动汽车充放电对电网的影响作了总结,并提出了对电动汽车行业的展望。     

国外电动车用轮式电机驱动系统的研究动向

随着对能源和环境要求的提高,电动车的发展日益受到世界的关注.该文在综述电动车用轮式电机系统的基础上,提出了适合电动车用轮式电机及其驱动系统的特点和要求;对国际上重点研究的高转矩过载能力,高效率和功率密度的实现,转矩波动的消除和高速扩速等问题进行了系统地分析.     

电动汽车用宽调速范围永磁磁阻电机优化设计研究

提出了一种能够在宽调速范围内实现恒功率运行的电动汽车驱动用复合转子结构永磁磁阻(CPMR)电机的最优设计方法.在交流永磁电机混合励磁机制分析的基础上,本文以逆变器电流定额最小为目标导出了在整个调速范围内实现恒功率运行的最优转子结构设计方案.设计样机的数值分析结果与IPM电机对比表明,该电机系统能够在很好地满足提供大过载转矩和宽调速范围运行要求的同时,具有较高的运行效率和功率因数.     

电动汽车用调速永磁同步电动机分析与设计

根据电动汽车驱动用调速永磁同步电动机的技术要求确定电机的主要尺寸,对内置式转子结构、永磁体尺寸、转子偏心距进行了设计,并根据电动汽车的运行工况确定了电机绕组的连接方式及匝数。建立了电机的二维有限元模型,计算了电机在空载情况下的漏磁系数、反电势及额定输出转矩。最后制作样机进行相关性能的测试,测试结果符合电动汽车设计的技术要求。该文为电动汽车用调速永磁同步电动机的设计提供了相关方法,具有一定的参考意义。     

电动汽车用永磁同步牵引电动机直接转矩控制

为提高电动汽车电传动系统性能,提出永磁同步牵引电动机直接转矩控制策略.根据电机的运行状态选择空间电压矢量获得快速动态转矩响应,同时有效降低逆变器的开关损耗.为提高系统效率,采用基于实时输入功率检测的定子磁链优化控制方法.仿真及实验结果证明了控制策略的有效性.     

电动汽车驱动用永磁同步电动机系统效率优化控制研究

为提高电动汽车续行里程,提出一种电动汽车驱动用永磁同步电动机系统的自适应效率优化控制策略,在电动汽车任何工况下都能够快速找到电机系统最大效率运行点.为提高效率优化的快速性,本策略采用了永磁同步电动机电气损耗数学模型结合模糊逻辑控制及转矩补偿的方法.开发了基于TMS320F240DSP的电动汽车驱动用永磁同步电动机效率优化控制系统.实验结果证明了本策略的有效性.     

电动汽车用永磁同步电机在线检测系统设计

首先介绍了电动汽车用永磁同步电机(PMSM)运行特性和控制器输出特点。然后根据GB/T 18488—2015《电动汽车用驱动电机系统》标准规定的技术条件和试验方法,结合电动汽车用PMSM生产工艺规划,设计了电动汽车用PMSM在线检测工艺流程。在此基础上,设计了电动汽车用PMSM在线性能检测的测试系统,系统应用了先进的变频测量技术和计算机控制测量技术,能够按照相关的标准规定很好地完成电机在线性能检测。最后进行试验验证,结果表明:该系统测量精确、运行稳定、操作简便、自动化程度较高,具有较高的设计参考价值。     

基于有限元法的电动汽车永磁同步电机模态分析

车用永磁同步电机(PMSM)追求轻量化的设计带来了更为严重的电机振动噪声危害。准确分析计算PMSM的模态是对其进行振动噪声特性研究的基础。采用有限元法对电动汽车PMSM进行模态仿真计算。通过对电机模型进行适当的简化与等效,计算出电机自由状态下前6阶的固有频率及其对应的振型;并将样机进行锤击法的模态试验,验证了电机有限元模态仿真模型的准确性。     

车用永磁同步电机的电磁噪声特性

电动汽车牵引用永磁同步电机要求具有低速大转矩和高速恒功率的运行能力,低速大转矩运行工作点的大电流和高速弱磁导致的磁场畸变可能会导致作用于电机结构的电磁力幅值增大,容易引发较大的电磁振动噪声,从而影响电动汽车的NVH性能。本文基于Ansys多物理场有限元分析平台,研究一台20k W车用永磁同步电机的电磁噪声特性。分别建立电机的电磁场有限元模型和定子结构的3D模态有限元模型,通过仿真得出作用于电机定子齿部的电磁激振力和电机结构的低阶径向模态频率;从电磁力和电机结构两方面分析可能引发较大电磁噪声的主要来源。通过对电机定子结构的振动响应有限元仿真,得到电机定子结构的振动响应频谱;最后通过声场的有限元仿真分析车用永磁同步电机的电磁噪声特性。     

一种新型的电动车辆用复合式永磁无刷直流电机

提出了一种新型的多相复合式永磁无刷直流电机。该电机采用表面插入式转子磁极结构。其特点在于,电机的气隙磁通是由永磁励磁和处于永磁磁极下的定子电流的电励磁共同产生,因此具有永磁无刷电机和串励直流电机的复合特性,特别适用于电动车辆。文中着重介绍电机的独特结构和运行原理,用有限元方法对磁场分布和静态特性进行分析计算,对一台五相样机进行了测试,以验证理论分析。     

车用永磁同步电动机的铁耗分析与效率优化

电动汽车用永磁同步电动机在设计时不仅需要计算额定工况的性能,还应对每个转速点都进行性能计算,从而得到电机的效率图谱。为了满足车用永磁同步电动机高效率区的要求,先通过分段式变系数正交分解法研究了铁耗的变化规律,然后通过调整永磁体尺寸来实现电机效率的优化。     

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。     

提高电动车用轮式电机转矩的方法

在综述电动车用轮式电机系统的转矩研究的基础上，提出了直接驱动时，电动车用轮式电机系统的转矩特性要求与特点；分别针对永磁轴向磁通电机和径向磁通电机的转矩过载能力和转矩波动的减小等问题进行了系统的分析与论述。