【干貨】電動(dòng)汽車用高功率密度寬調(diào)速永磁電機(jī)詳解

1．引言

汽車的排氣污染、噪聲、燃油存放的火災(zāi)隱患等問題，越來越引起人們的關(guān)注，電動(dòng)汽車成為汽車發(fā)展新發(fā)向。電動(dòng)汽車混合動(dòng)力汽車(HEV)、是解決能源危機(jī)和環(huán)境污染的重要途徑。其中驅(qū)動(dòng)電機(jī)和傳動(dòng)系統(tǒng)是電動(dòng)汽車的鶯要部分，電動(dòng)汽車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)制約著中國電動(dòng)汽車的研發(fā)及其產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。HEV和EV用永磁驅(qū)動(dòng)電機(jī)主要有“表面貼裝式”永磁同步電機(jī)(SPMSM)和“內(nèi)置式”永磁同步電機(jī)(IPMSM)。電機(jī)設(shè)計(jì)必須更新觀念：

1．最佳的電機(jī)設(shè)計(jì)原則，不能滿足于達(dá)到最佳性能，而應(yīng)該是最佳性能價(jià)格比，最佳性能體

積比；

2．電機(jī)設(shè)計(jì)還應(yīng)從機(jī)電一體化整體指標(biāo)考慮，應(yīng)使控制系統(tǒng)的簡化，得益于優(yōu)良的電機(jī)性能。如果要使車用永磁驅(qū)動(dòng)電機(jī)BLM綜合性能功能提高，以傳統(tǒng)的電機(jī)設(shè)計(jì)方法已沒有多少“油水”可擠r，必須尋找新途徑。為此，我們?cè)诮o歐美用戶設(shè)計(jì)內(nèi)置式永磁同步電機(jī)中，針對(duì)HEV和Ev用永磁驅(qū)動(dòng)電機(jī)性能要求，采用高磁密聚磁、電流和溫度去磁補(bǔ)償，纛弦波氣隙磁場的建立、弱磁擴(kuò)逮麴獲褥和轉(zhuǎn)矩波動(dòng)熬抑制等俸了一魑研究，并在承磁無刪電帆(PMBLM)、永磁閹步電機(jī)(PldSM)翮永磁交流伺服嗽機(jī)(ACSM)和永磁無刷輪瑰機(jī)(PMWM)產(chǎn)菇中得到斑髑[1][2]【3】。內(nèi)鬣式永磁同步電視<IPMSM>畿產(chǎn)生磁隰轉(zhuǎn)矩，蒯予高速運(yùn)行藕頻繁癌動(dòng)，實(shí)現(xiàn)離效、嵩如力、寬調(diào)速、快響應(yīng)的平穩(wěn)運(yùn)孬。

2. 車用永磁同步電機(jī)(PMSM)主要結(jié)構(gòu)

根據(jù)磁鋼在轉(zhuǎn)子中的放置位置，PMSM可分為表面貼裝式（圖1左）和內(nèi)置式（圖1右）。內(nèi)置式磁鋼優(yōu)點(diǎn)是有聚磁效應(yīng)，極靴保護(hù)磁鋼，產(chǎn)生磁阻轉(zhuǎn)矩，有利于電動(dòng)汽車高速運(yùn)行路如圖3所示。

整體磁鋼的內(nèi)置永磁同步電機(jī)d軸電感Ld和q軸電感Lq如圖4所示。