通过认识永磁原料磁性子、转子布局阵势、电枢绕组体例和限度战略对永磁同步驱动电机职能的影响。选工具有高剩磁感触强度、高内禀矫顽力和高最大磁能积的钕铁硼稀

通过认识永磁原料磁性子、转子布局阵势、电枢绕组体例和限度战略对永磁同步驱动电机职能的影响。选工具有高剩磁感触强度、高内禀矫顽力和高最大磁能积的钕铁硼稀土永磁原料，采用稳态职能好、功率密度高的内嵌永磁钢转子。槽满率高、铜材打发少、齿槽转矩小的分数槽会合绕组以及直接转矩弱磁扩速限度战略．给出了擢升新能源汽车永磁同步驱动电机职能的最优策画措施。

目前天下规模内能源紧张缺乏．生态处境快速恶化，处境爱护题目日益卓绝，发达低碳经济迫正在眉睫，新能源汽车成为环球节能与环保范围里最受尊敬的新兴工业。汽车电气化技能提升更受人们合切。而行动混杂动力汽车和纯电动汽车“带动机”的驱动电机．成为直接合联新能源汽车职能与节能减排的重心部件。永磁同步驱动电机具有高功率密度、高功用、脉动转矩小和较宽的弱磁调速规模，是节能、环保新能源汽车驱动电机的最佳挑选。为了更好施展永磁同步驱动电机的代价，本文正在不绝冲破永磁原料钻研瓶颈的根柢上，优化电机布局策画，擢升永磁同步驱动电机职能，促进新能源汽车更好地发达。

近年来，永磁原料发达急迅、品种繁众，目前最常用的重要品种有：铁氧体永磁原料、铝镍钴永磁原料和钕铁硼稀土永磁原料等。永磁原料的发达经过如图1所示。

铁氧体永磁原料的卓绝甜头是不含稀土元素和钴、镍等宝贵金属，价钱低廉，成立工艺大略，矫顽力大，抗去磁才能强，密度小，质料轻。但铁氧体永磁原料硬而脆，不行举办电加工，临蓐出来的电机功率小、功用低。铝镍钴永磁原料的特色是温度系数低、剩磁感触强度高、矫顽力低．易充磁和去磁，但含有钴这种宝贵金属，以是价钱很高。钕铁硼稀土永磁原料以其优异的磁职能成为永磁原料的主力军，其磁职能远进步铁氧体和铝镍钴等其他磁性原料。

新一代钕铁硼永磁原料发达至今，其室温下赢余磁感触强度曰，已到达147T。内禀矫顽力巩最高可进步1000 kA/m，最大磁能积(BH)高达398 kj/m，为铁氧体永磁原料的5～12倍、铝镍钴永磁原料的3～10倍。钕铁硼永磁原料的不敷之处是居里温度较低，正在高温下行使时磁亏损较大，热宁静性、耐侵蚀性和抗氧化性差，是以要遵照磁体的行使处境来对其外表举办涂层管理．以满意车用处境央求。

钕铁硼稀土永磁原料的磁职能和呆滞职能都明明高于铁氧体和铝镍钴永磁原料，加工职能好，我国稀本地货量占天下总量的80％以上。具有得天独厚的稀土资源，是以钕铁硼稀土永磁原料愈加实用于新能源汽车永磁同步驱动电机。

永磁同步驱动电机以转子上永磁钢的装配体例可分为外表式和内置式两种转子布局，外表式转子布局又可分为表贴式和嵌入式两种．内置式按永磁钢励磁偏向可分为径向式转子布局、切向式转子布局和集径向与切向为一体的混杂磁道的永磁转子布局。

表贴式转子布局，其d轴和q轴电感相当，转子不具有凸极效应，是以不爆发磁阻转矩，因为永磁钢直接显露正在气隙磁场中，导致永磁钢易退磁，其弱磁才能受到范围。嵌入式转子布局，q轴电感大于d轴电感，转子具有凸极效应，是以有磁阻转矩爆发。

欺骗磁阻转矩可有用提升电机的功率密度。嵌入式布局动态职能较表贴式有所改革，但漏磁系数和成立本钱均大于表贴式。内置式转子布局的永磁钢位于转子内部，永磁钢表面面与定子死心内圆之间有铁磁物质制成的极靴。用以爱护内置式转子铁芯内的永磁钢．因其转子磁道布局具有错误称性而爆发磁阻转矩。有助于提升永磁同步驱动电机的过载才能和功率密度。并且易于“弱磁”扩速。

选用符合的转子布局对永磁同步驱动电机职能有着极其主要的影响。日本丰田公司临蓐的混杂动力汽车Prius(2003、2004、2010)、2007Ca唧和2008LS600h，本田公司临蓐2005Accord．其主驱动电机都采用了永磁同步驱动电机，但转子布局不尽相通。此中，2005Accord为外表嵌入式布局，Prius、2007Camry和2008Ls600h为内置式布局，2003Prius的转子布局为“一”字型，2004Prius、2010 Prius和2007Camry为“V”字型。

由表l能够看出．内置式转子布局的2004Prius、2007CaII研、2010Prius和2008Ls600h驱动电机比外表式转子布局的2005Accord驱动电机的最大功率、最大转速和功率密度都有明明的提升。而且区别的永磁体内置布局对驱动电机的参数也有着较大影响。

归纳以上陈说，内置式转子布局动态、稳态职能好，能供给大转矩和大功率，功率密度高。别的，内置式转子中区别布局类型对永磁同步驱动电机也有较大的影响。是以，强化对内置式转子布局策画的钻研。物色经济性好、职能优异的转子布局对擢升永磁同步驱动电机职能具有主要道理。

永磁同步驱动电机电枢绕组遵照线圈绕定的式样与嵌线体例区别，可分为散布式绕组和会合式绕组。遵照电机每极每相槽数q=刀(印m)区别，可分为整数槽绕组和分数槽绕组。

采用分数槽或整数槽是遵照电机职能和临蓐工艺来商讨的，采用分数槽绕组较整数槽绕组有如下甜头同：

1）均匀每对磁极下对应的槽数大为裁减，以较少数主意大槽取代较大批主意小槽，电枢冲片槽数较少．电枢铁芯成立工艺相对大略，同时又可裁减槽绝缘相对盘踞的空间，有利于提升槽满率，进而提升电机职能。

2）大凡采用分数槽时，电机线圈端部较短，不只通过减削铜线使电机绕组电阻裁减，并且一概景况下裁减了电机铜耗，提升电机功用和低重温升。

3）当不采用斜槽时，可通过绕组的短距和散布效应。改革反电动势波形的正弦性，进而减小电机的转矩脉动和噪声。

4）当采用节距l，=1(分数槽会合绕组)时，可采用自愿绕线，不只提升了劳动临蓐率，简化嵌线工艺和接线，并且低重了本钱，与此同时，每个线圈只绕正在一个齿上，缩短了线圈周长和绕组端部伸出长度．进一步低重用铜量，各个线圈端部没有重叠。不必设相间绝缘。

5）通过极槽配合的合理采取．采用分数槽会合绕组相对付整数槽绕组对裁减齿槽转矩、提升输出功率更为行之有用，且其弱磁扩速才能也有肯定提升。

与整数槽绕组比拟分数槽绕组的重要不敷之处是：槽数与极数挑选有肃穆的牵制、绕组系数稍低、绕组电感较大、电枢反映磁动势有谐波导致转子涡流损耗和噪声。目前，挑选有较低磁动势谐波的极槽配合、转子铁轭采用叠片式低重涡流损耗、采用高电阻率的永磁原料、相宜增大气隙、调治槽口宽度等设施都能有用添补分数槽绕组的不敷之处。

遵照以上认识，分数槽绕组能够有用提升槽满率，低重电机铜耗，裁减齿槽转矩，无论是职能目标照样经济陛。愈加适合永磁同步驱动电机。

永磁同步驱动电机目前类型的两种限度战略是矢量限度和直接转矩限度。两者有着各自的优谬误。矢量限度是确立正在被控永磁同步驱动电机的数学模子之后，电机转矩通过限度电枢绕组电流来告终。

永磁同步驱动电机正在矢量限度下低速转矩相对安定，调速规模较宽，正在转子磁场定向矢量的限度下，不须要无功励磁电流，是以单元电流可爆发最大的电磁转矩。相对付矢量限度。直接转矩限度省去了丰富的空间坐标变换．只需采用定子磁链定向限度，便可正在定子坐标系内告终对电动机磁链、转矩的直接窥察和限度，具有限度体例大略、转矩反响速和便于告终全豹字化的甜头。

目前，进步的限度算法操纵于两种限度战略获得了不错的成绩，如基于滑模变布局的永磁同步驱动电机直接转矩限度，办理了守旧永磁同步驱动电机直接转矩限度中存正在的电流、磁链和转矩脉动较大的题目嗍。

基于占空比限度的永磁同步驱动电机新型直接转矩限度措施，通过切确的数学模子欺骗转矩差错准备出眼前所选有用电压矢量的用意光阴正在整体采样周期中的占空比。及时地调治有用电压矢量的用意光阴．有用减小了转矩脉动。基于比例一积分一微分神经搜集的小脑模子合节限度器CMAC研D)引入到永磁同步电动机交换调速体例中，代替守旧的双环限度体例中的转速外环PI限度器等。

别的，正在矢量限度和直接转矩限度战略钻研的根柢上，高职能限度技能也发达急迅，极大地擢升了永磁同步驱动电机的各项职能。

1)弱磁扩速技能。电动汽车更加是直接驱动型电动汽车须要永磁同步驱动电机有较宽的调速规模．而电机的调速规模受限于电机自身的呆滞布局强度和基速以上恒功率区的规模。针对这一景况须要举办弱磁限度。采用内置式转子布局使电机具有凸极效应．并宽裕欺骗磁阻转矩拓宽弱磁区域的规模。

2)转矩脉动制止技能。永磁同步驱动电机转矩脉动爆发的出处重要有两方面：自己布局惹起的非理思化磁道和限度措施对引入参数的差错放大。是以。通过优化永磁同步驱动电机的布局，改革转子磁场散布，也可从电机限度层面启程，优化限度战略，减小定子齿槽转矩，最终告终转矩脉动制止

归纳以上认识，内置式永磁同步驱动电机选用直接转矩限度弱磁扩速技能。对自己职能的擢升有着明显的效益。

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