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一种新结构低速永磁电机的设计与性能的仿真研究
| 论文题名： | 一种新结构低速永磁电机的设计与性能的仿真研究 |
| 关键词： | 电动汽车;电驱动系统;永磁同步电机;低速大扭矩;DTC控制策略 |
| 摘要： | 发展电动汽车是解决我国石油资源短缺和环境污染问题，实现可持续发展的有效途径之一，也是增强我国汽车工业核心竞争力的重大战略举措。制约电动汽车发展的关键因素是上游电池材料的突破，而目前在车载蓄电池技术未能取得突破的条件下，发展混合动力和低速小型电动车，作为向高性能纯电动汽车的过渡，是比较可行的方案，这更适合中国当前的国情。 电驱动系统是实现电动汽车基本性能的关键，而电机是电驱动系统的核心，研发一种动态性能好、可靠性高、体积小重量轻、功率密度高的电机对电动汽车的发展具有深远的意义。 本文设计了一种新结构低速大扭矩永磁同步电动机，其原理与磁齿轮复合电机类似，不仅继承了磁齿轮电机传动性能好、可输出低速大扭矩等的特点，而且结构更为简单，控制起来也更为方便。本文针对电动汽车对电机的特殊要求，利用Maxwell14.0有限元软件建立了新电机的二维模型，采用有限元数值计算方法，首先确定了电机的结构尺寸，计算了绕组参数，其次确定了电机的主要性能指标，包括电机的额定输出功率、额定转矩、最大转矩、额定功率因数、额定效率、铁芯损耗等，并在瞬态场中建立不同的仿真条件，对这些指标逐一进行验证;接着仿真计算了该电机的稳态电气参数，包括定子相电阻、交直轴电感、激磁磁链，为后面电机的控制做准备;然后建立了新结构电机的数学模型，介绍了直接转矩控制原理和SVPWM供电技术，根据电机本体设计的参数，采用SVM-DTC控制策略，在Simplorer9.0软件环境下搭建了该电机的控制电路，仿真分析了空载启动、带负载启动和稳态运行时负载发生变化这三种情况的电机的动态响应时间、转速的波动情况、电磁转矩和电流的变化情况、磁链的大小，最后讨论了该电机的弱磁调速方案。仿真实验结果表明所设计电机具有优良的性能。 |
| 作者： | 左中峰 |
| 专业： | 电气工程 |
| 导师： | 刘慧娟 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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