纯电|新能源汽车用轴向磁通电机设计与分析( 三 )
4.3 空载反电动势分析
空载反电动势波形对电机设计有重要参考价值 。 在额定转速下求解出电机空载反电动势如图8所示 。 直观看出该电机空载反电动势具有较高的正弦分布 ， 同时对其进行FFT分析 ， 谐波含量较少 ， 这表明电机设计斜极绕组、槽极参数的合理性 。
【纯电|新能源汽车用轴向磁通电机设计与分析】
本文插图
图8 电机反电动势波形
4.4 齿槽转矩分析
无论径向式还是轴向式磁通永磁电机 ， 都存在一个齿槽转矩 ， 即电机中的磁极与定子槽之间相互作用会产生一个转矩脉动 ， 它影响电机低速时的转矩质量、噪声及其整个的运行性能 。 近期国内外众多学者针对轴向磁通永磁电机齿槽转矩的抑制技术做了一系列的研究工作 ， 主要为斜极、斜槽、极弧优化、不等气隙、不同极弧配合、极槽配合和永磁体相对位置对其的影响 。 该电机转子磁钢设计为双向斜极抑制电机齿槽转矩 。 在Ansys软件中借助瞬态求解器 ， 将电机转速设置为1r/min ， 同时加密电机各部分的网格 ， 另外为确定最佳斜极角度 ， 对磁钢斜极角度进行参数化扫描 ， 最终求得最小电机齿槽转矩如图9所示 ， 电机齿槽转矩的峰峰值仅为1.58Nm 。
本文插图
图9 电机齿槽转矩
4.5 电机额定负载性能分析
实际工作时 ， 电机额定转速5600r/min ， 在Ansys软件中采用电流源激励 ， 求得电机输出转矩波形如图10所示 ， 可得该工作点的平均转矩为61.2Nm 。
本文插图
图10 电机额定转矩
5 样机试验与仿真对比分析
根据理论计算结果得出电机参数制作出物理样机 ， 如图11所示 。 该电机由控制器和电机本体组成 ， 该样机在试验台上测试 ， 结果如表3所示 ， 性能指标达到设计要求 。
本文插图
图11 电机试验图
表3 样机试验数据
本文插图
另外测试得到电机不同工况下的效率map图如图12所示 ， 电机最大效率达到94.2% 。
本文插图
图12 样机效率map测试结果
6 结 论
本文针对新能源汽车用轴向磁通永磁同步电机 ， 设计转速为5600r/min、额定输出转矩为61Nm的单转子双定子轴向磁通电机 。 基于等效磁路法确定电机基本尺寸 ， 采用电磁场三维有限元分析方法对电机电磁场、气隙磁密、齿槽转矩进行分析计算 ， 计算结果符合电机设计要求 。 最后对样机试验负载特性数据与有限元值进行对比 ， 一致性满足要求 ， 验证有限元仿真结果可靠性 ， 该轴向磁通永磁同步电动机已经应用在某新能源汽车中 ， 该项目的研究为轴向磁通永磁电机在汽车驱动电机领域的设计开发提供一定参考价值 。
推荐阅读
- 新能源|10张图，帮你迅速提升工作能力！
- 招聘|新能源汽车人才缺口巨大，车企开出年薪百万招揽人才（车车佳）
- 人民网|他从普通技工“炼成” 新能源汽车试验大师
- 充电桩|充电桩还是换电站，特斯拉和蔚来谁才能代言新能源汽车未来方向？
- 汽车市场|500马力，续航600公里！宝马纯电动旗舰iX发布，双肾设计再遭吐槽
- 电池|东风本田M-NV将在广州车展上市，新车定位为纯电小型SUV
- 新能源汽车|想买电动车又很纠结的朋友可以来仔细看看
- 汽车用车小助手|自动挡汽车点火方式，是在n档还是P档点火好，为什么？
- 电动邦|续航660公里＋太空舱设计！这款纯电概念车广州车展亮相
- 趣头条|绿色出行，简单的车子，不简单的科技，朗逸纯电初体验