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原文传递开关磁链永磁轮毂电机特性分析

论文题名：	开关磁链永磁轮毂电机特性分析
关键词：	汽车轮毂电机;开关磁链永磁电机;参数设计;多层集中绕组
摘要：	开关磁链永磁（Flux switching permanent magnet，简称FSPM）电机作为一种新型永磁电机，由于其定转子结构极其简单使得FSPM电机拥有较高的转矩密度、能量密度以及容错能力，逐渐吸引越来越多的关注。轮毂电机驱动系统由于其省略了传动部件，大幅提高了传动效率还能够为车辆节省空间，已经成为当下汽车领域的研究热点。　　本文首先介绍了FSPM电机研究背景和意义，说明其国内外研究现状，同时介绍轮毂电机驱动系统以及驱动电机的分类和特点。其次，详细介绍了FSPM电机的结构特点和工作原理，并对其数学模型进行推导，最终得到了FSPM电机在d, q,0坐标系下方程组以及电机主要参数之间的关系。然后本文设计了一台三相48槽56极开关磁链永磁轮毂（Outer rotor flux switching permanent magnet，简称OR-FSPM）电机，对其气隙长度、裂比、定转子齿宽、轭厚等参数进行优化，在此基础进行不同工况下负载仿真分析。　　在电机设计创新方面，为了能够提高OR-FSPM电机各项性能，本文研究了分数槽多层绕组对电机性能的影响。首先设计出两台12槽13极FSPM电机，分别采用分数槽双层和四层集中绕组，在相同对比条件下，进行电机空载、负载仿真分析。大量仿真表明，分数槽四层集中绕组通过内外绕组在空间位置的旋转，使得磁动势中的部分谐波被抵消，有效降低气隙磁密谐波含量和反电动势总谐波畸变率，进而减小了负载工况下的涡流损耗（转速越高其效果越明显）。　　最终本文将分数槽四层集中绕组应用到OR-FSPM电机当中，与一台18槽16极传统表贴式永磁轮毂电机（Outer rotor surface mounted permanent magnet，简称OR-SPM）电机进行对比。通过对比分析可知，分数槽四层集中绕组OR-FSPM电机的空载反电动势 THD值和转矩波动都更低，同时电机所需永磁体、硅钢片用量更少，成本更低。考虑到轮毂电机有限的散热空间，OR-FSPM电机在相同对比条件下，有更低的温升，散热性能够达到设计要求。
作者：	王子月
专业：	电气工程
导师：	徐伟
授予学位：	硕士
授予学位单位：	华中科技大学
学位年度：	2017
正文语种：	中文