原文传递
磁通反向永磁电机低谐波设计及其电磁性能分析
| 论文题名： | 磁通反向永磁电机低谐波设计及其电磁性能分析 |
| 关键词： | 电动汽车;磁通反向永磁电机;磁场调制原理;低谐波设计;有限元分析 |
| 摘要： | 纯电动汽车凭借噪声小、无污染、能源利用率高等优点，受到了汽车行业与大众青睐。驱动电机作为整车动力系统关键部件，对整车性能有显著影响。磁通反向永磁(FluxReversalPermanentMagnet,FRPM)电机保持了传统定子永磁电机便于冷却、转子结构简单和加减速响应快等优点。但是，FRPM电机通常采用分数槽集中绕组，导致电枢磁场谐波复杂、转矩脉动大、效率和功率因数低等问题。针对现有FRPM电机电枢磁场谐波成分复杂的缺点，本课题基于磁场调制原理，引入低谐波设计方法，提出一种低谐波磁通反向永磁(LowHarmonic-FRPM,LH-FRPM)电机，并为低谐波设计提供了理论依据。低谐波设计核心思想为从磁场调制角度对永磁磁场和电枢磁场谐波极对数、转速和转向等进行计算分析，然后对工作谐波和无效谐波做出判断，通过引入两套新三相绕组，利用两套新三相绕组之间位置空间角、电流时间角和转子调制角的特殊组合设计，从而有效降低电枢磁场无效谐波。 论文首先对电机拓扑结构和运行原理以及可行的槽极配比进行了分析，并推导功率输出方程。其次对电机主要结构尺寸进行参数化建模，获取最优设计参数，并确定了电机材料和绕组设计方法。然后利用有限元法详细分析并对比两种电机电磁性能，结合铁损，永磁体涡流损耗和绕组铜耗，计算并对比两种电机效率。最后完成电机温度场相关仿真分析。 研究表明，低谐波设计有效降低了电机的转矩脉动，减少了铁心损耗与永磁体涡流损耗，提高了运行效率和功率因数，并有助于降低电机振动噪声，以及抑制电机温升。 |
| 作者： | 赵佳生 |
| 专业： | 电气工程 |
| 导师： | 杜怿 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏大学 |
| 学位年度： | 2021 |
检索历史
应用推荐
