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过去的几十年中,永磁电机以其功率密度高和效率高等优势而极具吸引力,因此很多学者对永磁电机的性能进行了大量的理论与实验分析。然而,近些年来,人们越来越关注电机的可靠性,通过采用单层分数槽集中绕组(Single Layer Fractional-SlotConcentrated-Winding)以及多相结构等方法而兴起的永磁容错(Fault-TolerantPermanent-Magnet,FT-PM)电机因此越来越受到广泛关注。永磁容错电机相比于普通电机具有更高的可靠性,然而对于一个性能优良的永磁容错电机并不能只考虑电机的电磁特性。实际上电机的温度特性、机械特性等都会影响电机的性能,并且这些特性之间是相互影响的,所以要对电机多个方面的性能进行综合性分析。 本文提出了一款用于电动汽车的新型容错永磁电机,并利用ANSYS对这款电机的电磁特性与温度特性进行耦合分析,从而可以更加深入的研究该电机的性能。 论文主要研究成果包括以下几个方面: 1.对电磁有限元网格进行研究,并提出基于仿真步长数对气隙处进行网格划分的方法。通过这样划分后得到的网格质量有很好提升,利用优化后的网格仿真出的齿槽转矩周期性更明显。 2.对永磁容错电机的每个单槽的齿槽转矩的相角进行分析,并基于每个齿槽转矩波形的相角对电机的槽进行分组,最后通过分析得出电机的齿槽转矩的周期性公式,并且分析了本文中所提出的齿槽转矩周期性公式所适用的范围。 3.通过对永磁容错电机的损耗进行分离计算,得出每个损耗的分布情况。最后计算出电机在设定的工作条件下的损耗值,最终求得的结果用于电机的温度计算。 4.提出二个等效模型以简化电机温度分析过程的网格划分与求解过程,且通过仿真证明了二个等效模型的等效性。 5.基于Ansys公司的流体分析有限元软件Fluent对所研究的永磁容错电机进行了详细的温度仿真分析。 6.设计制造了试验样机。基于DSP搭建了五相永磁容错电机的控制系统,对样机进行实验,通过实测结果验证了理论分析的正确性。