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【干货】电动汽车用高功率密度宽调速永磁电机详解

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1.引言

汽车的排气污染、噪声、燃油存放的火灾隐患等问题,越来越引起人们的关注,电动汽车成为汽车发展新发向。电动汽车混合动力汽车(HEV)、是解决能源危机和环境污染的重要途径。其中驱动电机和传动系统是电动汽车的莺要部分,电动汽车用驱动电机制约着中国电动汽车的研发及其产业化进程。HEV和EV用永磁驱动电机主要有“表面贴装式”永磁同步电机(SPMSM)和“内置式”永磁同步电机(IPMSM)。电机设计必须更新观念:

1.最佳的电机设计原则,不能满足于达到最佳性能,而应该是最佳性能价格比,最佳性能体

积比;

2.电机设计还应从机电一体化整体指标考虑,应使控制系统的简化,得益于优良的电机性能。如果要使车用永磁驱动电机BLM综合性能功能提高,以传统的电机设计方法已没有多少“油水”可挤r,必须寻找新途径。为此,我们在给欧美用户设计内置式永磁同步电机中,针对HEV和Ev用永磁驱动电机性能要求,采用高磁密聚磁、电流和温度去磁补偿,纛弦波气隙磁场的建立、弱磁扩逮麴获褥和转矩波动熬抑制等俸了一魑研究,并在承磁无删电帆(PMBLM)、永磁阉步电机(PldSM)翮永磁交流伺服嗽机(ACSM)和永磁无刷轮瑰机(PMWM)产菇中得到斑髑[1][2]【3】。内鬣式永磁同步电视<IPMSM>畿产生磁隰转矩,蒯予高速运行藕频繁癌动,实现离效、嵩如力、宽调速、快响应的平稳运孬。

2. 车用永磁同步电机(PMSM)主要结构

根据磁钢在转子中的放置位置,PMSM可分为表面贴装式(图1左)和内置式(图1右)。内置式磁钢优点是有聚磁效应,极靴保护磁钢,产生磁阻转矩,有利于电动汽车高速运行路如图3所示。

整体磁钢的内置永磁同步电机d轴电感Ld和q轴电感Lq如图4所示。

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