【摘 要】
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伴随着新一轮汽车能源革命,传统内燃机汽车(Internal Combustion Engine Vehicle,ICEV)将逐渐被电动汽车所取代,而车用驱动电机是电动汽车中的核心部件。内置式永磁同步电机(Interior Permanent Magnet Synchronous Motor,IPMSM)凭借其高转矩密度、低损耗以及宽调速范围等优点,在新能源汽车中应用广泛。而作为永磁电机中普遍存在的
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伴随着新一轮汽车能源革命,传统内燃机汽车(Internal Combustion Engine Vehicle,ICEV)将逐渐被电动汽车所取代,而车用驱动电机是电动汽车中的核心部件。内置式永磁同步电机(Interior Permanent Magnet Synchronous Motor,IPMSM)凭借其高转矩密度、低损耗以及宽调速范围等优点,在新能源汽车中应用广泛。而作为永磁电机中普遍存在的问题,齿槽转矩会导致电机的噪声和振动。随着研究的深入,电机齿槽转矩的削弱一直是国内外专家学者们关注的热点问题之一。本文分析了永磁同步电机齿槽转矩的产生原理,推导了齿槽转矩的数学解析式。结合V型内置式永磁同步电机的特点,提出了优化极弧系数和对称性两种方法来削弱电机的齿槽转矩。最后,通过有限元仿真验证了所提方法的有效性并分析了其对电机整体性能的影响。本论文主要研究工作分述如下:(1)介绍了永磁同步电机的基本结构和不同坐标系下的数学模型。从不同角度分析了永磁电机齿槽转矩的产生机理,并基于能量法得到了齿槽转矩的数学解析式。(2)建立了V型内置式永磁同步电机极弧系数的参数化模型,提出了一种通过转子修型使电机极弧系数达到理论最优值以减小齿槽转矩的方法。(3)通过优化永磁同步电机的转子参数提升齿槽转矩对称性,再结合转子分段错极,提出了一种普遍适用的可有效降低内置式永磁电机齿槽转矩的方法。(4)通过与其他三款永磁同步电机的对比,进一步评估优化后的V型内置式永磁同步电机的电磁性能表现,以验证文中所提方法在新能源汽车用永磁同步电机中的实用性。
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