电动汽车用内置式永磁同步电动机的优化

采用有限元分析的方法,对电动汽车用内置式永磁同步电机的隔磁槽拓扑结构进行了优化,改善了漏磁现象,提高了气隙磁密;通过转子斜极的方法降低了空载反电势的谐波分量,提高了波形的正弦度;在此基础上基于遗传算法以额定转矩和永磁体体积最小为目标进行全局优化,节约了永磁体的用量,降低了电机的生产成本。优化过程对提高电动汽车用内置式永磁同步电机性能具有参考作用。     

电动汽车永磁同步电机转子温度估计

针对永磁同步电机中转子温度过高导致永磁体永久失磁等问题,对永磁同步电机转子温度进行在线估计显得尤其重要。考虑到电机内部实际传热特性和实时温度估计的要求,基于集中参数模型的方法提出了五节点简化等效热模型,推导出电机温度估计状态方程;考虑到离散后的状态方程中节点温度的导数与节点温度和发热损耗的线性函数关系,提出了使用多元线性回归的办法对状态方程参数进行离线辨识,而不是传统温度估计方法中对电机参数的辨识;确定状态方程参数后,基于状态方程对电机转子温度进行在线估计。通过台架实验,在堵转、低速和高速混合工况条件下基于状态方程对电机转子温度进行了预测,将模型预测温度与实际测量温度对比,温度估计误差小于6℃。实验结果验证了所提出的热模型和温度估计算法的准确性,并且较低的模型阶数易于在汽车嵌入式系统中对转子温度进行实时估计。     

电动车用永磁同步电机无传感器控制技术综述

对电动车用永磁同步电机无传感器控制技术进行综述,首先介绍了电动汽车驱动电机控制技术的现状,分析了目前常用的三种控制技术的特点,然后对国内外永磁同步电机无传感器控制技术发展现状进行了详细的研究,采用了Joachim Holtz教授提出的分类方法,将永磁同步电机无传感器控制技术分为了两大类,以及对无传感器控制技术未来发展趋势进行了展望,最后总结分析了各种无传感器控制算法的特点、工作原理以及适用情况。     

车用扁铜线永磁同步电机绕组损耗优化方法

电动汽车的普及符合国家可持续发展战略,扁铜线永磁同步电机因其高功率密度成为各电动汽车企业研究的热点。然扁铜线绕组产生的高频涡流损耗使得扁铜线永磁同步电机在高转速区域的铜耗大大增加,输出功率急速降低。为了有效解决其高频下输出功率降低的问题,本文提出一种扁铜线绕组优化的方法,能够有效降低扁铜线绕组损耗,提高扁铜线绕组电机高转速下的输出效率。并以一台48槽8极电动汽车用扁铜线永磁同步电机为例,建立场路耦合计算模型,计算比较电机绕组优化前后交流绕组铜耗及转矩输出,验证了方法的有效性。     

商用电动车用永磁同步电机电磁振动噪声削弱方法

电磁振动噪声是电机振动噪声的主要噪声源,直接影响电机的NVH特性,而电磁力是影响电磁振动噪声的主要原因。本文基于解析推导法和Ansys多物理仿真平台,针对一台250 kW的商用电动车用永磁同步电机进行研究并对其电磁振动进行了分析,指出电机气隙磁密的变化将会影响电机定子齿受到的电磁力,从而影响电磁振动噪声。本文提出了一种通过在转子表面增加凹口的转子结构改进方案以削弱电磁振动噪声,并对改进前后电机的电磁、模态、振动、噪声进行仿真计算与对比分析。经过对比优化前后的分析结果可知,优化后的电机方案在保证平均转矩基本不变的前提下,转矩脉动得到降低,电磁振动噪声得到削弱。     

永磁同步电机驱动电动汽车速度自适应控制

针对电动汽车行进过程中复杂的车辆运行环境易造成驱动电机参数变化和系统外界干扰引入的现象,研究永磁同步电机驱动电动汽车行进速度的自适应跟踪控制问题.将电动汽车驱动部分与传动系整合,建立整个系统的非线性数学模型.针对该系统本身的非线性、强耦合性等特点,同时考虑实际系统中一些物理量出现的变化,运用非线性反步法结合解耦控制技术...     

车用永磁同步电机的铁耗与瞬态温升分析

为了提高车用永磁同步电机的短时过载能力和功率密度,利用有限元方法进行了综合考虑电磁、热和控制策略的损耗和瞬态温升的非线性仿真分析.损耗分析指出了铁耗由于弱磁的原因在基速附近就达到了最大;峰值工况下的铜耗在整个速度范围内基本不变;连续工况下的铜耗最大值也同样因弱磁的需要而出现在最大工作转速.瞬态温升分析表明绕组端部温度最高而成为薄弱环节;短时工作时永磁体的温度比绕组低但连续或循环工作时两者温度相差不大;增加水流量对绕组温升的影响有限,特别是短时峰值工作的影响就更小,水冷电机加强散热能力的方法在于加强材料应用和工艺改进.     

Permanent magnet synchronous motor drives for hybrid electric vehicles

In this paper, high‐output motor control and variable voltage system are introduced as technologies, which increase the output of motor drive systems for hybrid vehicles. High‐output motor control enabled 30% increase of output by driving the permanent magnet (PM) motor with a rectangular wave. The variable voltage system successfully managed to achieve both high output and low loss by increasing the battery voltage using a boost converter. Copyright © 2007 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

Three-dimensional field computation for permanent magnet electric machines with finite axial magnet length

Using the method of separate variables, the three-dimensional magnet field solution expressed in Fourier's expansion for permanent magnet (PM) machines with finite axial magnet length is presented in this paper. From the analytic results obtained, much useful and interesting design information for PM machines in three dimensions may be quantitatively deduced. Design curves of the leakage factor and the air gap field characteristic coefficients for PM machines in three dimensions are given and compared with those in two dimensions. All the design curves given in the paper would be useful in preliminary performance calculations for both a.c. and d.c. PM machines.     

A novel permanent magnet motor with doubly salient structure

A new type of doubly salient machine is presented in which the field excitation is provided by nonrotating permanent magnets. This doubly salient permanent magnet (DSPM) motor is shown to be kindred to square waveform permanent magnet brushless DC motors. Linear and nonlinear analyses are made to investigate the characteristics of this new type of PM motor. A prototype DSPM motor is designed and comparisons made between this new type of motor and the induction motor. It is shown that by fully exploiting modern high energy PM material and the doubly salient structure, the DSPM motor can offer superior performance over existing motors in terms of efficiency, torque density, torque-to-current ratio, torque-to-inertia ratio etc., while retaining a simple structure amenable to automated manufacture     

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     

新型面装式永磁同步电机高性能控制技术

通过对面装式永磁同步电机矢量控制和直接转矩控制技术基本原理的对比分析,提出一种二者相结合的新型高性能控制技术。类似于矢量控制,其基本思想是对定子电流矢量进行解耦控制;类似于直接转矩控制,采用Bang-Bang控制器,通过选取合适的空间电压矢量来对定子电流励磁分量和转矩分量进行滞环调节,进而获得优异的转矩动态响应。该技术继承了矢量控制和直接转矩控制的优点并摒弃了各自的某些缺点,通过对三种控制技术仿真对比,表明基于该新型控制技术的面装式永磁同步电机控制系统静、动态性能优异,结构简单,计算量小,鲁棒性强。     

（23期已送排）表面式永磁同步电动机新型转矩控制

永磁同步电动机的反推控制通常采用电流作为虚拟变量,不适用于转矩需要精确跟踪的场合。本文介绍了一种以转矩和磁链为虚拟变量的反推算法,可以使永磁同步电动机输出转矩和负载转矩的差值在全局范围内快速收敛于零,并且在忽略粘滞摩擦的情况下,控制变量将不受负载的转动惯量变化的影响。该方法适用于负载转矩和转动惯量经常变化的场合,具有一定的参考价值。     

面向电机模拟器的永磁同步电机模型研究

为提高电机模拟器对实际电机的模拟精度,针对磁饱和、交叉耦合效应和转子磁场谐波3个电机磁特性以及损耗、温升两个电机热特性因素分析永磁同步电机电磁参数变化规律,建立了能够同时体现永磁同步电机磁特性和热特性的变参数磁热耦合电机模型,对比了定参数建模电机模拟器、变参数建模电机模拟器与实际永磁同步电机三者的输出端口特性.根据仿真结果,所用定离散周期的电机离散模型具备良好的模拟精度,电机模拟器电流跟踪算法能够对电机模型输出指令电流进行快速跟踪.实验结果表明,基于所设计变参数建模的电机模拟器相较于实际电机端口特性模拟精度高,且准确性高于基于定参数建模的电机模拟器.变参数建模是高精度电机模拟器发展的正确方向.     

Three-dimensional analytic model for permanent magnet electric machines with finite core length

An analytically extended PM model with fictitious PM arrays is presented in the paper for solving the field problem of PM electric machines in three dimensions. To consider the effect of finite core length, each PM array is assumed to face a fictitious core array together with the actual armature core. By using the analytic approach and the PM model presented, the three-dimensional field problem for PM machines with different magnet aspect ratios and different axial magnet extensions may be accurately and efficiently solved. Two computed examples using the analytic approach have been verified by test results. Design curves given in the paper would be useful in PM machine design practice.     

电动汽车用永磁同步磁阻电机电感测试方法

基于电动汽车用永磁同步磁阻电机运行区域内磁路饱和程度与交叉磁化程度变化较大,目前没有理想的测试设备和方法能够准确地获得电机工作域内d、q轴电感参数,需要完成大量的控制器标定实验工作才可以实现最优控制.因此通过公式推导及测试方法研究,提出两种适用于这类电机的电感测试方法.一种方法是在电机无法驱动的情况下静态测试,通过对电...     

永磁活塞机械电力发动机直线电机设计优化

永磁活塞机械电力发动机是一种新型动力装置,能协同实现机械能和电能耦合输出,满足多元动力需求。电动力结构的合理构型是提高电能转化效率的重要保证,以提高输出电流与减小定子损耗为目标,动子永磁体和定子槽的结构尺寸参量为设计变量,搭建电动力结构的设计优化模型。利用ISIGHT软件集成Maxwell软件对其动子和定子进行了优化分析,并对优化后的样机进行有限元分析。优化后输出电流有效值为2.1A,提高了31.3%,定子损耗有效值为0.56w,降低了21.2%,性能均符合设计要求。     

新型永磁接触器的智能化控制模块研究

详细分析了各智能化功能模块硬件电路的设计方法、工作原理以及软件系统的程序设计。最后,对一台配用智能化控制模块的140A永磁接触器进行了实验分析,实验结果表明,永磁接触器实现了高度智能化保护功能以及合闸过程的动态调节,有效地减少了触头的一、二次弹跳。     

电动车永磁同步电机转矩波动分析及测试

研究了电动车传动系统谐振的特点,推导了电动车传动系统谐振方程,论证了永磁同步电机转矩波动引起整车低速抖动的机理。建立了气隙谐波磁场产生转矩波动的数学模型,揭示了永磁同步电机转矩波动的频率与幅值特性。根据电动汽车低速谐振特性与同步电机转矩波动幅频的对应特点,并且针对国内外少有文献对车用电机转矩波动测试方法进行分析的现状,搭建了转矩波动动态测试台架,通过试验验证了转矩波动频次分析的正确性,同时为了弥补波动动态测试会产生幅值及相位失真的不足,提出一种新型静态堵转测试方法,为电动汽车用永磁同步电机提供了准确的转矩波动测试评价手段。