【摘 要】
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电动汽车用永磁电机（Permanent Magnet Synchronous Machine,PMSM）通常要求在减小永磁用量的同时,实现高转矩、高功率密度、高效率运行。内置式永磁（Interior Permanent Magnet,IPM）电机被认为是电动汽车用电机中的最佳选择,然而传统IPM电机往往采用对称永磁排布结构,由于永磁转矩（Magnet Torque,MT）和磁阻转矩（Relucta
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电动汽车用永磁电机（Permanent Magnet Synchronous Machine,PMSM）通常要求在减小永磁用量的同时,实现高转矩、高功率密度、高效率运行。内置式永磁（Interior Permanent Magnet,IPM）电机被认为是电动汽车用电机中的最佳选择,然而传统IPM电机往往采用对称永磁排布结构,由于永磁转矩（Magnet Torque,MT）和磁阻转矩（Reluctance Torque,RT）在不同电流角下分别达到最大值,其转矩成分不能得到有效利用,降低了转矩能力。非对称的永磁结构设计可以偏移永磁转矩或磁阻转矩的直轴,从而减小两者达到最大值时的电流角差,增大转矩利用率。本文回顾了现有的对称和非对称结构的IPM电机,并提出了一种基于永磁直轴偏移（Magnet Axis Shifting,MAS）IPM（MAS-IPM）电机,并将其应用于电动汽车领域。通过不对称永磁排布和转子磁障的设计,可实现永磁直轴偏移效应,使得永磁转矩和磁阻转矩在较小的电流角差下分别达到最大值。与丰田Prius2010车用IPM电机相比,本文所提出的MAS-IPM在永磁用量相同的条件下,具有更高的转矩密度和效率,因此适用于电动汽车领域。本文所做的主要工作如下:（1）回顾了对称和非对称永磁结构IPM电机的研究背景及现状。阐述了本文所提出的MAS-IPM的研究意义。（2）设计和比较了两种非对称IPM电机的结构,基于永磁直轴偏移效应和转矩性能进行结构选型。（3）基于Prius2010内置式永磁电机,针对同样尺寸的MAS-IPM电机进行了设计和优化。（4）比较和分析了Prius2010内置式永磁电机和MAS-IPM的电磁特性,验证了本文提出的电机在转矩性能方面的改善及其应用前景。
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