不同单一型磁极对电动汽车永磁同步电机齿槽转矩的影响

2019-07-01王超

都市生活 2019年2期

王超

摘要：永磁同步电机结构灵活、形式多样，与传统电励磁同步电机相比，其转子采用永磁体励磁、无需励磁绕组以及集电环和电刷装置，结构更为简单、长期运行更为可靠。永磁同步电机的发展与永磁材料的发展有着紧密联系，永磁材料的价格和性能很大程度上决定了永磁同步电机的整体性能和普及范围。

关键词：永磁同步电机齿槽转矩单一型磁极

0 引言

本课题通过Ansoft软件对几种不同材料的单一型磁极用于电动汽车永磁同步电机齿槽转矩的影响进行分析。以此来对比选择哪種磁极能更好地改善电动汽车永磁同步电机运行性能。

1研究背景

20世纪 30年代和 50年代相继研制出的铝镍钴和铁氧体永磁材料，其磁性能有了较大飞跃，使得永磁同步电机在军事、工业等领域中得到了广泛应用，产量急剧增加，大大促进了永磁同步电机设计、分析和制造水平的发展。但铝镍钴材料的矫顽力较低，铁氧体的剩磁密度不高，限制了永磁同步电机在一些特殊工况场合的应用，无法满足高性能电机的设计要求。20世纪60年代和80 年代，稀土钴永磁材料和钕铁硼永磁材料的问世，使得永磁同步电机的发展又迈入了一个崭新的历史时期。其中稀土钴永磁材料耐热性能好，但价格较高，主要应用在航空、航天以及要求高性能而不考虑电机价格的尖端科技领域。而钕铁硼材料由于不含有钴这种战略物资，价格较稀土钴永磁材料低，在工业和民用永磁同步电机中得到了更为广泛的应用。

2 研究方案

（1）确定研究的几种永磁同步电机磁极，对锶铁氧体（SrOnFe2O3），2：17稀土钴（R2Co17），钕铁硼（Nd2Fe14B）三种代表性永磁磁极材料的基本性质进行基本了解;

（2）在Ansoft Maxwell软件中仿真设计电动汽车用永磁同步电动机（如图1所示），对永磁体进行材料替换，利用有限元分析法分别对其磁场分布，气隙磁场进行仿真分析;

（3）分析不同单一型磁极对电动汽车永磁同步电机齿槽转矩的影响，对比不同磁极带来的影响，在三种方案中得出最优选择。

3 结论

在相同条件下，稀土钴（R2Co17）对电动汽车永磁同步电机齿槽转矩的影响最小。

参考文献

[1] 陈振强，电动汽车永磁同步电机设计与分析，西南交通大学学位论文，2013，6

[2] 温有东，电动汽车用永磁同步电机的研究，哈尔滨工业大学学位论文，2012，7

[3] 尤迪、张学义，基于Ansoft的永磁同步电动机设计与仿真，《农业装备与车辆工程》2015，53（5）

[4] 闵琳、权利、莫会成，永磁材料和永磁电机，《电气技术》2007，9

[5] 王秀和，《永磁电机》，中国电力出版社，2007