电动汽车用非对称永磁磁阻电机电磁设计研究文献综述

 2022-10-27 17:00:22

文献综述(或调研报告):

文献综述

一、非对称磁阻电机的提出

非对称磁阻电机是在传统对称电机的基础上通过改变转子结构、使之结构不对称从而提高转矩的一种新型电机。文献[1]可以说是对非对称磁阻电机原理的基础分析。该文通过转矩-转速曲线以及效率云图比较了感应电机和永磁电机,以及由磁阻和永磁复合而成的复合式电机的性能,并分析了它们当中谁更适用于电动汽车;得出的结论是,虽然永磁电机较之感应电机和复合式转子电机效率更高,但在同等的弱磁区效率下降得最快。

二、非对称磁阻电机的参数影响

文献[3]在文献[2]的基础上给出了更详细的组合式转子电机的设计以及弱磁性能测试结果。文献[6]及[10]-[13]从电机相量图、SPM段占转子轴长比例和2段转子d轴间夹角的确定、电磁转矩等方面进行分析,从理论基础、设计思路和控制方式等方面入手,阐述了采用组合式转子电机的优越性。文献[5]介绍了组合式转子电机的转子结构,它是在轴向叠片转子上嵌上一定长度的永磁体复合而成,其主要参数LdLq的计算对于此种电机的分析具有重要的意义。本文对此电机的结构和参数进行了探讨,并通过两种方法得出了电机主要参数的计算公式,分析结果亦由实验予以验证。

三、非对称磁阻电机的电磁结构设计

文献[2]对比了四种传统电机模型,介绍了内置式永磁电机的三种控制方式,后半部分比较了内置式和面贴式永磁电机的性能,并给出了分段组合式电机弱磁性能的分析结果。文献[4]提出了几种适于永磁同步电机弱磁扩速的新设计,详细对比了凸极比大于1的新型设计与凸极比小于1的传统电机的性能,并分析了凸极比对永磁同步电机弱磁性能的影响。文献[5]等对于组合式转子的结构也有相当详细的分析。总而言之,非对称磁阻电机的电磁结构设计大致有两个方向:其一是利用组合式转子来实现,其二则是利用改变转子内部的对称性实现。

四、非对称磁阻电机的结构创新

文献[8]对轮辐式内嵌永磁电机的优化提出了两种意见,一是采取改进后的扭曲转子叠片,二是将永磁体以正弦形状布置。文献[7]和[9]对V型永磁内置式永磁电动机(VIPMM)的优化设计进行了研究,其中,文献[7]对转子中永磁体的布置进行了偏移以使之获得不对称性;而文献[9]中转子设有辅助槽,以提高平均转矩和转矩脉动。文献[14]和文献[15]采用的设计理念也很相似。该方法不同于传统的内置式PMSM,采用辅助槽是通过产生转子不对称性来改善转矩性能,使得磁阻转矩和磁矩在接近或处于相同的电流相位角处达到最大值。本课题拟采取的类似于文献[9]这种设计方法,以实现不对称性从而提高转矩。

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