本文關鍵詞：電動汽車用永磁同步電動機設計及其控制系統(tǒng)研究

  更多相關文章： 電動汽車 永磁同步電動機 場路耦合 弱磁控制 聯合仿真

【摘要】：隨著全世界各國范圍內的汽車的數目的飛快增長，致使石油等緊缺資源的加重耗費，同時汽車尾氣排放引發(fā)的環(huán)境污染問題也日益突出，新能源汽車的發(fā)展已成為全球各屆的研發(fā)重點。永磁電機因其高效率、高功率密度等優(yōu)點成為電機應用的熱門，電動汽車用永磁同步電動機的研究可以很好的解決資源和環(huán)境問題。本文設計了一臺30kW電動汽車用永磁同步電動機，優(yōu)化了電機的結構，并且研究了該電機的控制系統(tǒng)，計算了該電機性能，保證該設計可以符合電動汽車的使用需求。 應用場路結合的方法對電機的基本尺寸進行了設計，通過對電機內二維和三維電磁場的有限元計算得到了漏磁系數、極弧系數和氣隙系數，提升了磁路設計的精確度。設計了電機轉子結構，并對其進行了優(yōu)化，永磁內置式結構保證了轉子在高速旋轉工況下的機械可靠性，同時，通過隔靴磁橋、減重孔和偏心圓弧的設計優(yōu)化了轉子結構，提高了電機的性能。設計了電機的機殼水冷結構，并通過優(yōu)化入水口結構改進了水流的分布，，使各水路水流分布更加均勻。 本文對永磁電動機的弱磁控制特性進行了研究，創(chuàng)建了該電動機數學模型，研究了電樞電流向量在電壓極限圓和電流極限圓內的移動路徑。在考慮交直軸磁路交叉耦合的情況下計算了交直軸同步電感，對考慮磁場飽和影響以及不考慮磁場飽和影響的弱磁控制系統(tǒng)進行了建模仿真，研究了控制系統(tǒng)的可行性以及考慮磁場飽和對控制系統(tǒng)的影響。 由于電機轉子高速旋轉，所以對電機轉子在最高轉速下的機械強度進行了分析計算。永磁電動機的損耗主要為定子鐵耗，采用分離鐵心損耗法得到了定子鐵耗。利用場路結合的方式得到了最大運行轉速和額定運行轉速下電動機的工作特性。為了使得電機性能計算貼近實際，本文將控制方法與電機有限元模型進行聯合仿真，得到電機在不同負載下的動態(tài)性能。
【關鍵詞】：電動汽車 永磁同步電動機 場路耦合 弱磁控制 聯合仿真
【學位授予單位】：哈爾濱理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM341
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-17
• 1.1 本文研究背景與意義10-11
• 1.2 電動汽車用永磁同步電機研究現狀11-13
• 1.2.1 電動汽車用永磁同步電機國外研究現狀11-12
• 1.2.2 電動汽車用永磁同步電機國內研究現狀12-13
• 1.3 電動汽車控制系統(tǒng)研究現狀13-15
• 1.3.1 電動汽車控制系統(tǒng)國外研究現狀13-14
• 1.3.2 電動汽車控制系統(tǒng)國內研究現狀14-15
• 1.4 本文的主要研究內容15-17
• 第2章 電動汽車用永磁同步電動機設計與結構優(yōu)化17-28
• 2.1 場路結合設計方法17-20
• 2.1.1 氣隙系數的計算17-18
• 2.1.2 極弧系數的計算18-19
• 2.1.3 空載漏磁系數的計算19-20
• 2.2 電機轉子結構設計與優(yōu)化20-24
• 2.2.1 隔磁橋的設計20-21
• 2.2.2 轉子上加減重孔21
• 2.2.3 轉子外圓偏心圓弧設計21-24
• 2.3 水冷結構設計與優(yōu)化24-27
• 2.4 本章小結27-28
• 第3章 電動汽車用永磁同步電機弱磁控制研究28-42
• 3.1 永磁同步電機的穩(wěn)態(tài)分析和數學模型28-30
• 3.1.1 永磁同步電機穩(wěn)態(tài)分析28-29
• 3.1.2 永磁同步電機數學模型29-30
• 3.2 永磁同步電機弱磁控制研究30-35
• 3.2.1 電壓電流極限圓軌跡30-31
• 3.2.2 永磁同步電機的弱磁調速區(qū)間31-32
• 3.2.3 不考慮磁場飽和的永磁同步電機的弱磁控制仿真32-35
• 3.3 考慮磁場飽和的交直軸同步電感計算35-38
• 3.4 考慮磁場飽和的永磁同步電機弱磁控制仿真38-41
• 3.5 本章小結41-42
• 第4章 電動汽車用永磁同步電機性能分析計算42-51
• 4.1 定子鐵心損耗分析計算42-44
• 4.2 轉子機械強度分析計算44-46
• 4.3 電機工作特性研究46-50
• 4.3.1 場路結合法計算電機工作特性47-48
• 4.3.2 電機控制系統(tǒng)與電磁場有限元聯合仿真48-50
• 4.4 本章小結50-51
• 結論51-52
• 參考文獻52-56
• 攻讀學位期間發(fā)表的學術論文56-57
• 致謝57

【參考文獻】

中國期刊全文數據庫 前9條

1 王立欣,王宇野,王豐欣;基于DSP的電動車用永磁同步電機的控制方法[J];電機與控制學報;2005年01期

2 李耀華;馬建;劉晶郁;余強;;電動汽車用永磁同步電機直接轉矩控制電壓矢量選擇策略[J];電機與控制學報;2012年04期

3 宋永華;陽岳希;胡澤春;;電動汽車電池的現狀及發(fā)展趨勢[J];電網技術;2011年04期

4 辛鳳影;王海博;;電動汽車發(fā)展現狀與商業(yè)化前景分析[J];國際石油經濟;2010年07期

5 李曉華;黃蘇融;李良梓;;電動汽車用永磁同步電機振動噪聲的計算與分析[J];電機與控制學報;2013年08期

6 馮桂宏;李慶旭;張炳義;劉忠奇;劉昊;;電動汽車用永磁電機弱磁調速能力[J];電機與控制學報;2014年08期

7 閆大偉,陳世元;電動汽車驅動電機性能比較[J];汽車電器;2004年02期

8 郭建龍;陳世元;;電動汽車驅動用電機的選擇[J];汽車電器;2007年01期

9 劉金峰;張學義;扈建龍;;電動汽車驅動電機發(fā)展展望[J];農業(yè)裝備與車輛工程;2012年10期

本文編號：892953