不同單一型磁極對電動汽車永磁同步電機(jī)齒槽轉(zhuǎn)矩的影響

王超

摘 要：永磁同步電機(jī)結(jié)構(gòu)靈活、形式多樣，與傳統(tǒng)電勵磁同步電機(jī)相比，其轉(zhuǎn)子采用永磁體勵磁、無需勵磁繞組以及集電環(huán)和電刷裝置，結(jié)構(gòu)更為簡單、長期運(yùn)行更為可靠。永磁同步電機(jī)的發(fā)展與永磁材料的發(fā)展有著緊密聯(lián)系，永磁材料的價格和性能很大程度上決定了永磁同步電機(jī)的整體性能和普及范圍。

關(guān)鍵詞：永磁同步電機(jī) 齒槽轉(zhuǎn)矩 單一型磁極

0 ?引言

本課題通過Ansoft軟件對幾種不同材料的單一型磁極用于電動汽車永磁同步電機(jī)齒槽轉(zhuǎn)矩的影響進(jìn)行分析。以此來對比選擇哪種磁極能更好地改善電動汽車永磁同步電機(jī)運(yùn)行性能。

1研究背景

20世紀(jì) 30年代和 50年代相繼研制出的鋁鎳鈷和鐵氧體永磁材料，其磁性能有了較大飛躍，使得永磁同步電機(jī)在軍事、工業(yè)等領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用，產(chǎn)量急劇增加，大大促進(jìn)了永磁同步電機(jī)設(shè)計、分析和制造水平的發(fā)展。但鋁鎳鈷材料的矯頑力較低，鐵氧體的剩磁密度不高，限制了永磁同步電機(jī)在一些特殊工況場合的應(yīng)用，無法滿足高性能電機(jī)的設(shè)計要求。20世紀(jì)60年代和80 年代，稀土鈷永磁材料和釹鐵硼永磁材料的問世，使得永磁同步電機(jī)的發(fā)展又邁入了一個嶄新的歷史時期。其中稀土鈷永磁材料耐熱性能好，但價格較高，主要應(yīng)用在航空、航天以及要求高性能而不考慮電機(jī)價格的尖端科技領(lǐng)域。而釹鐵硼材料由于不含有鈷這種戰(zhàn)略物資，價格較稀土鈷永磁材料低，在工業(yè)和民用永磁同步電機(jī)中得到了更為廣泛的應(yīng)用。

2 ?研究方案

（1）確定研究的幾種永磁同步電機(jī)磁極，對鍶鐵氧體（SrOnFe2O3），2：17稀土鈷（R2Co17），釹鐵硼（Nd2Fe14B）三種代表性永磁磁極材料的基本性質(zhì)進(jìn)行基本了解;

（2）在Ansoft Maxwell軟件中仿真設(shè)計電動汽車用永磁同步電動機(jī)（如圖1所示），對永磁體進(jìn)行材料替換，利用有限元分析法分別對其磁場分布，氣隙磁場進(jìn)行仿真分析;

（3）分析不同單一型磁極對電動汽車永磁同步電機(jī)齒槽轉(zhuǎn)矩的影響，對比不同磁極帶來的影響，在三種方案中得出最優(yōu)選擇。

3 ?結(jié)論

在相同條件下，稀土鈷（R2Co17）對電動汽車永磁 同步電機(jī)齒槽轉(zhuǎn)矩的影響最小。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳振強(qiáng)，電動汽車永磁同步電機(jī)設(shè)計與分析，西南交通大學(xué)學(xué)位論文，2013，6

[2] 溫有東，電動汽車用永磁同步電機(jī)的研究，哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)位論文，2012，7

[3] 尤迪、張學(xué)義，基于Ansoft的永磁同步電動機(jī)設(shè)計與仿真，《農(nóng)業(yè)裝備與車輛工程》2015，53（5）

[4] 閔琳、權(quán)利、莫會成，永磁材料和永磁電機(jī) ，《電氣技術(shù)》2007，9

[5] 王秀和，《永磁電機(jī)》，中國電力出版社，2007

[6] 陳湞斐，表貼式永磁同步電機(jī)建模，天津大學(xué)學(xué)位論文，2014，6