【摘 要】
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内嵌式永磁驱动电机将永磁钢嵌于转子铁芯内部,永磁钢不直接面对气隙,驱动电机具有功率密度高、过载能力强、高效工作区间宽和使用寿命长等优点,并通过优化电机结构、改进控制方法提升永磁驱动电机性能。根据目标车型的动力性要求和电池组规格确定驱动电机的技术指标,以场路结合的方法对驱动电机定子、转子和绕组等主要参数进行设计,确定8极27槽分数槽双层绕组的设计方案。根据内嵌径向、切向永磁钢驱动电机的性能特点,提出
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内嵌式永磁驱动电机将永磁钢嵌于转子铁芯内部,永磁钢不直接面对气隙,驱动电机具有功率密度高、过载能力强、高效工作区间宽和使用寿命长等优点,并通过优化电机结构、改进控制方法提升永磁驱动电机性能。根据目标车型的动力性要求和电池组规格确定驱动电机的技术指标,以场路结合的方法对驱动电机定子、转子和绕组等主要参数进行设计,确定8极27槽分数槽双层绕组的设计方案。根据内嵌径向、切向永磁钢驱动电机的性能特点,提出以切向永磁钢为主,径向永磁钢为辅的磁路结构,并以有限元仿真的方法对“一”形径向+切向和“U”形径向+切向两种永磁驱动电机的性能进行对比分析,确定“U”形径向+切向磁路的转子设计方案。利用有限元软件对驱动电机在多种工况下的电磁特性进行仿真分析,从磁场分布、磁链分布、齿槽转矩和输出转矩等方面验证了磁路结构的合理性,为控制器设计和样机试制提供了理论依据。建立永磁驱动电机在静止坐标系、旋转坐标系下的电压和磁链方程,并深入分析直接转矩控制的工作原理,针对传统直接转矩控制转矩脉动大的问题,提出了定子磁链自适应的改进方法。利用MATLAB软件搭建了控制系统模型,仿真结果表明,与传统直接转矩控制相比定子磁链自适应控制转矩脉动明显减小,系统动态性能得到改善。搭建电动汽车用永磁驱动电机实验平台,对各种工况下永磁驱动电机的输出特性进行实验,验证了本文所设计的永磁驱动电机具有良好的运行性能。
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