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电动汽车永磁驱动电机铁耗分析与抑制
| 论文题名： | 电动汽车永磁驱动电机铁耗分析与抑制 |
| 关键词： | 电动汽车;永磁同步电机;铁耗;多目标优化 |
| 摘要： | 电动汽车对续航、加速等性能的要求不断提升，推动驱动电机朝着高功率密度、高效率方向快速发展。驱动电机作为电动汽车动力系统的核心部件之一，其损耗大小直接影响着电机的效率和温升，进而影响着电动汽车的续航里程和正常工作寿命。由于铁耗在驱动电机总损耗中占有很大比例，准确计算并降低电机铁耗对电动汽车电机设计研发具有重要意义。 特别对于电动汽车永磁驱动电机，其铁耗影响因素众多且运行工况复杂，使得针对电机全工况的铁耗分析和抑制十分困难。因此，本文以一台双层V形内置式永磁同步电机为研究对象，对其多工况下的铁耗影响因素、铁耗计算方法和铁耗抑制方法进行研究，主要内容包括以下几个方面： 首先，搭建实验室铁磁材料测试平台，通过设计大量的实验，对比研究磁密幅值、频率大小、温升和加工工艺对铁磁材料磁化特性和损耗特性的影响；然后分析电机内部磁密，说明电机定转子铁耗的分布规律，并研究电机磁化方式对电机铁耗的影响；此外，研究电机不同负载条件下的铁耗变化情况，为电机铁耗优化提供依据。 其次，针对常系数铁耗计算模型计算精度不高的问题，基于实测铁磁材料损耗数据，综合考虑多种电机铁耗影响因素，采用一种分段变系数铁耗计算模型进行铁耗计算。接着利用开源有限元软件FEMM完成了铁耗计算代码的编写，将FEMM计算得到的铁耗值与空载实验测得的铁耗结果进行对比，验证了分段变系数模型的准确性。 最后，提出一种永磁同步电机多目标优化方法。该方法以降低电动汽车铁耗为主要优化目标，以转子永磁体和磁障结构参数为优化变量，综合考虑三种典型电动汽车运行工况，实现了对一台双层V形内置式永磁同步电机的转子结构优化。通过比较优化前后电机的主要性能，验证了所提优化方法的可行性，对电机优化设计具有指导意义。 |
| 作者： | 马星辰 |
| 专业： | 新能源科学与工程 |
| 导师： | 曲荣海 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华中科技大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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