電動(dòng)汽車用低成本永磁電機(jī)設(shè)計(jì)與分析

2萬字 47頁 原創(chuàng)作品，獨(dú)家提交，已通過查重系統(tǒng)

摘要 電機(jī)是電動(dòng)汽車的核心部件之一。稀土永磁同步電機(jī)因其效率高、調(diào)速性能好等優(yōu)點(diǎn)得到廣泛應(yīng)用。然而隨著稀土永磁材料價(jià)格的不斷提高，稀土永磁電機(jī)的制造成本不斷攀升，因此研究并開發(fā)電動(dòng)汽車用低成本永磁電機(jī)具有較高的實(shí)際意義。相對(duì)于稀土永磁材料，鐵氧體永磁材料價(jià)格低廉，本文提出了一種混合式永磁材料的新型電機(jī)，稱為混合磁材料永磁電機(jī)(HPMM)。所提出的混合磁材料電機(jī)的關(guān)鍵在于其激勵(lì)結(jié)合了稀土永磁和鐵氧體永磁。
為了廣泛地研究混合磁材料電機(jī)，分別設(shè)計(jì)了并聯(lián)磁路(PMC)和串聯(lián)磁路(SMC)的混合磁材料電機(jī)模型，并對(duì)永磁體的極弧系數(shù)及厚度等進(jìn)行了參數(shù)化分析，確定了最佳參數(shù)范圍，優(yōu)化了電機(jī)結(jié)構(gòu)。然后對(duì)電機(jī)的磁通和磁密、反電勢(shì)、轉(zhuǎn)矩、可靠性及退磁情況進(jìn)行了詳細(xì)的仿真分析。由于稀土永磁和鐵氧體永磁的性能差異，并聯(lián)磁路的混合磁材料電機(jī)和串聯(lián)磁路的混合磁材料電機(jī)均可以在高繞組系數(shù)的情況下提供低的總諧波失真。而且，并聯(lián)型混合磁材料電機(jī)(PMC-HPMM)消耗較少的稀土永磁材料，并且產(chǎn)生的齒槽轉(zhuǎn)矩較低，而串聯(lián)型混合磁材料電機(jī)(SMC-HPMM)需要特別消耗鐵氧體，其產(chǎn)生的齒槽轉(zhuǎn)矩也更低。此外，并聯(lián)型混合磁材料電機(jī)和串聯(lián)型混合磁材料電機(jī)均采用了單層集中繞組和容錯(cuò)齒，使電機(jī)的可靠性得到提高。在研究?jī)呻姍C(jī)的退磁情況時(shí)，發(fā)現(xiàn)鐵氧體存在部分退磁。所有的理論分析都采用時(shí)步有限元方法進(jìn)行了評(píng)估，結(jié)果驗(yàn)證了理論分析的正確性和可行性。


關(guān)鍵詞：電動(dòng)汽車 稀土永磁 鐵氧體永磁 混合永磁材料 高可靠性 有限元分析