隨著電動(dòng)汽車行業(yè)的快速發(fā)展,整車廠商對于電動(dòng)汽車的動(dòng)力來源——電機(jī)提出了更高指標(biāo)要求,即高功率密度、高效率、強(qiáng)熱管理能力、寬調(diào)速范圍。為滿足電動(dòng)汽車對于驅(qū)動(dòng)電機(jī)的高指標(biāo)要求,本文提出一種電機(jī)與控制器集成設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)方案,即把控制器放置在定子端部繞組處,控制器直接控制電機(jī),減少多余線束損耗,電機(jī)與控制器共用一套水冷機(jī)殼,大幅減小電動(dòng)汽車動(dòng)力模塊的體積,從而大幅提升電機(jī)-控制器功率密度。通過給定的技術(shù)指標(biāo),本文在進(jìn)行電機(jī)電磁設(shè)計(jì)時(shí),充分考慮集成電機(jī)控制側(cè)對電機(jī)側(cè)的影響,按照電機(jī)電磁設(shè)計(jì)流程設(shè)計(jì)了一臺峰值功率110k W,最高轉(zhuǎn)速15000rpm的五相內(nèi)置式永磁同步電機(jī),并對電機(jī)極槽配合、磁極結(jié)構(gòu)、損耗抑制、溫度場、空間矢量調(diào)制等問題進(jìn)行分析研究。首先,針對控制器安裝在定子繞組端部位置,進(jìn)行電機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),研究多相分?jǐn)?shù)槽電機(jī)極槽配合對磁阻轉(zhuǎn)矩的影響規(guī)律,搭建電磁仿真模型,完成電磁方案初步設(shè)計(jì)。其次,對內(nèi)置式電機(jī)在不同電流控制策略的峰值轉(zhuǎn)矩和最高轉(zhuǎn)速的影響參數(shù)進(jìn)行研究分析,研究分析不同情況下凸極比和弱磁率對峰值轉(zhuǎn)矩和最高轉(zhuǎn)速的影響規(guī)律。對V一型磁極和U型磁極結(jié)構(gòu)的過載能力和弱磁能力進(jìn)行研究分析,分... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

轉(zhuǎn)子Spoke磁極結(jié)構(gòu)

、雙層V字形、三層V字形磁極結(jié)構(gòu)下的氣隙磁密諧波含量、轉(zhuǎn)矩輸出及弱磁能力、損耗分布和效率大小進(jìn)行了研究分析，研究表明采用多層磁極結(jié)構(gòu)+U可以較好的優(yōu)化氣隙磁密，在高速弱磁區(qū)的鐵耗和效率都由于其他轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。北京理工大學(xué)的劉向東教授對常用的內(nèi)置式磁極結(jié)構(gòu)Spoke磁極、一字型磁極、U型磁極、V型磁極四種轉(zhuǎn)子磁極結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究分析[26]，在考慮鐵芯飽和、交叉磁化及永磁體產(chǎn)生磁鏈的變化對直交軸電感產(chǎn)生的作用時(shí)，分別對比了四種磁極結(jié)構(gòu)在多種電磁性能的結(jié)果，研究表明V字形磁極結(jié)構(gòu)更能夠滿足電機(jī)設(shè)計(jì)要求，如圖1-4所示。a)Spoke磁極b)一字型磁極c)U字形磁極d)V字形磁極圖1-4轉(zhuǎn)子磁極結(jié)構(gòu)1.2.4損耗計(jì)算電機(jī)損耗主要為電機(jī)繞組銅耗、定轉(zhuǎn)子鐵芯損耗、磁鋼渦流損耗、風(fēng)磨損耗等損耗。為了保證電機(jī)溫升不會超過電機(jī)才來的溫升限制，需要對電機(jī)損耗進(jìn)行研究分析。電機(jī)鐵芯損耗占據(jù)了電機(jī)損耗的較大比例，但鐵芯損耗涉及較多的電磁參數(shù)和材料參數(shù)，不容易計(jì)算準(zhǔn)確，現(xiàn)在比較常用計(jì)算方法是將鐵芯損耗分為三部分，

E.A.Klingshirn學(xué)者指出在電機(jī)與逆變器之間加裝諧波濾波器[40]，可以大幅減低定子電流當(dāng)中包含的諧波成分，推導(dǎo)了這種諧波濾波器的電感值的求解公式，使得在諧波濾波器不影響基波電流的基礎(chǔ)上有效抑制定子電流當(dāng)中的諧波成分。中國科學(xué)院的薛山博士對多相電機(jī)的驅(qū)動(dòng)技術(shù)進(jìn)行了總結(jié)分析[41]，通過對傳統(tǒng)SVPWM調(diào)制算法的研究分析，指出傳統(tǒng)SVPWM調(diào)制算法存在的不足，并提出了正交矢量空間多維SVPWM方法，解決傳統(tǒng)空間矢量調(diào)制算法產(chǎn)生的不可控電流諧波問題。文獻(xiàn)[42]對五相電機(jī)的兩種正弦和非正弦繞組進(jìn)行了建模分析[42]，如圖1-5所示，對兩種繞組的空間矢量控制方式進(jìn)行了研究分析，得出對于非正弦繞組可以采用三次諧波電流方法，從而提高電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩，得出五相電機(jī)的最大四矢量調(diào)制算法能夠減少五相電流中的諧波含量，電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)較校圖1-5非正弦繞組矢量控制原理框圖北京交通大學(xué)的王程程副教授在功率開器件具有嚴(yán)格限制的條件下[43]，采多模調(diào)制策略，提出了幾種不同脈沖數(shù)的同步調(diào)制策略，針對開關(guān)頻率較低的應(yīng)用場合，提出多模式SVPWM調(diào)制策略，在高功率密度的樣機(jī)中進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。印度海得拉巴理工大學(xué)的V.JanakiRamaiah學(xué)者對控制器在不同轉(zhuǎn)速下的控制方式進(jìn)行了研究分析[44]，發(fā)現(xiàn)當(dāng)電機(jī)在低速區(qū)運(yùn)行時(shí)，采用六邊形SVPWM


本文編號：3409735