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混合动力汽车用新型磁通切换双转子电机性能分析

2019-08-12 12:00:00      点击:
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3电机特性

根据优化后尺寸,通过有限元分析软件参数化建模,分析电机电磁性能,并通过场路联合仿真分析电机动态特性,研究电机特性。

3.1电感特性

电感在电机分析和设计时是关键的参数,直接影响了永磁电机的转矩、功率和弱磁扩速能力。因此,电机电感研究对于电机设计和控制系统的建立都具有重要的意义。

对于磁通切换电机,计算电感时不仅要考虑永磁磁场作用还要考虑电枢磁场的作用。以A相为例,单独通电时,A相的合成磁链:

图4给出了额定电流情况下电机电感曲线。由图4可知,电机互感约为自感的一半,内外电机耦合电感很小,接近为零,说明了内外电机耦合程度很低。图5给出了电枢绕组电流从-20A至20A时内电机电感曲线,由图5可知,电感不仅与电枢电流有关,而且与转子位置角有关。电流由-20A到20A变化时,电感至零时呈对称分布式减小,这是由于电机磁链为双极性分布且电流增大时电感呈现饱和。

3.2空载特性

图6~图9分别为内外电机空载磁链波形,空载反电动势波形及其谐波分析,内外电机气隙磁密波形,内电机单独工作,设置外电机永磁体为空气时,内电机磁场在外电机产生的气隙磁密波形及电机定位力矩波形。

图中可以看出,磁链有别于一般双凸极永磁电机的单极性分布,为双极性正弦分布,反电动势接近正弦波,内外电机谐波畸变率(THD)分别为2.91%、2.61%,正弦度很高。电机气隙磁密幅值较一般电机大,内电机达1.53T,外电机达2T,谐波含量较高,这是由于电机聚磁效应及电机双凸极结构引起的。当外电机单独工作内电机永磁体设置为空气时,内电机气隙波形幅值很小,峰值仅为1.5mT,再次说明内外电机耦合程度很小。内外电机定位力矩较小,分别为0.4N、1.3N,由于电机主要脉动是由定位力矩引起的,因此电机定位力矩很小说明电机脉动较小,运行可靠。