电动汽车用永磁同步电动机设计及研究.docxVIP

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摘要

全球能源问题和世界环境问题日益严峻，发展新能源势在必行，新能源汽车尤为重要。在电动汽车驱动电机中，永磁同步电动机受到广泛的青睐，其优点很多，如高效率、体积小、低损耗、高功率密度等。永磁电动机作为电动汽车驱动系统的核心部件，其性能的优良直接影响了整辆车的运行性能。因此，精心设计电动机的性能，制造出性能优良的永磁同步电动机具有重要的现实意义和应用价值。本文比较详细地探讨了电动汽车用永磁同步电动机的设计方案，其中包括永磁电机的设计方法、性能分析、有限元仿真、

参数优化等。

首先，本文描述了课题的背景与研究意义，综合描述了车用驱动电动机在国内以及国外的研究发展状态，列出了车用永磁同步电动机的一些研究性关键技术研究和发展现

状，同时也介绍了实现宽范围调速的弱磁性能及实现弱磁的一些方法的研究现状。

接着，根据前章节的叙述，设计一台30kW的电动汽车用永磁同步电动机。通过对电机主要尺寸、气隙长度、极槽配合等参数的对比分析作出选择，设计出一台符合设计

要求的宽调速范围的永磁电动机。

然后，本文结合电动汽车的结构特点的要求，得出了本文弱磁研究的理论和分析观点依据，分析永磁电机实现弱磁的方法，找出电机中影响弱磁的参数，从三个方面入手总结归纳。从永磁铁的简介开始，分析永磁体的厚度和宽度对电机的弱磁的影响。接下来分析气隙长度对电动汽车用永磁同步电机弱磁性能的影响，最后分析极弧系数对电机

弱磁性能的影响。总结分析影响永磁电机弱磁性能的参数，得出最优弱磁方法。

最后，对转子磁路结构进行对比分析。通过分析三种转子，对比其气隙磁密、齿槽转矩等参数，得出适合电动汽车的磁路结构。从电机转子两个方面进行优化分析，首先讨论永磁同步电机的转子中永磁体分段对电机性能和电机弱磁能力的影响，对比分段前后电机各项参数及性能指标，总结永磁体分段对电机的影响；随后对电机永磁体之间的

夹角进行调整，对比不同夹角的电机的各项性能参数，得出有利于弱磁的永磁体夹角。

关键词：永磁同步电动机，弱磁，分段，电动汽车

II

Abstract

Withtheincreasinglyseriousglobalenergyandenvironmentalproblems,itisimperativetodevelopnewenergyvehicles.Permanentmagnetsynchronousmotor(PMSM)hasmanyadvantages,suchassmallvolume,highefficiency,highpowerdensityandlowloss.Asthecorecomponentoftheelectricvehicledrivesystem,itsperformancedirectlydeterminestheperformanceofthevehicle.Therefore,itisofgreatpracticalsignificanceandapplicationvaluetodesignthepermanentmagnetsynchronousmotorwithexcellentperformance.Inthispaper,thedesignofthepermanentmagnetsynchronousmotor(PMSM)isstudiedsystematically,includingthedesignmethod,performancecalculation,finiteelement

simulation,parameteranalysis,optimizationperformanceandsoon.

Inthefirst,thiswordswritesthebackgroundandsignificanceofthissubjecttheme,investigatestheelectricvehiclewithpermanentmagnetsynchronousmotordevelopmentathomeandabroad,introducestheelectricvehiclewithpermanentmagnet