新能源汽车用永磁电机转子结构分析
电动汽车用永磁电机及驱动控制探究
电动汽车用永磁电机及驱动控制探究摘要：汽车是人们出行和货物运输的重要交通工具。
近年来，受能源紧张和环境污染等问题的影响，电动汽车成为国内外汽车行业的研究重点。
在电动汽车所使用的各类电机中，永磁电机由于具有效率高、可靠性强、结构简单等特点，在电动汽车领域得到了广泛应用。
文章首先概述了电动汽车的发展现状，随后分析了电动汽车驱动电机的特点及类型，最后就永磁同步电机控制方法进行了论述。
关键词：电动汽车；永磁电机；驱动控制1电动汽车发展现状自上世纪末期能源危机爆发以来，世界各国都开始在各个行业寻找石油、煤炭等能源的替代资源。
在汽车领域内，日本是最早开始进行电动汽车研究的国家，也是目前电动汽车技术较为成熟的国家之一。
早在1997年，日本丰田汽车公司就推出了世界上第一款混合动力轿车，虽然该款轿车并不是真正意义上的电动汽车，但是在世界范围内拉开了电动汽车研究的帷幕。
随后，美国、挪威、中国等国家开始加入到电动汽车研究的队伍中，并在各个领域取得了成绩。
我国人口数量庞大，加上近年来国民经济水平不断增长，汽车保有量也逐年上涨。
为了降低传统能源汽车对环境造成的破坏，我国在2006年颁布了《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2022）》，其中明确将电动汽车研究列入高新技术研发行列。
截至目前，像比亚迪、奇瑞、长安等汽车公司，都在新能源汽车领域取得了较大的研究突破。
例如，2022年比亚迪推出的E6纯电动出租车，百公里耗电仅为20度，成本花费仅为传统燃油汽车的1/4。
2电动汽车驱动电机的特点及类型作为电动汽车的核心部件，电机驱动系統不仅要保证电动汽车像正常燃油车辆一样具备高速行驶能力，而且要满足频繁启动、制动和紧急刹车等驾驶要求。
具体来说，电动汽车的驱动系统应具备以下要求[1]：（1）提供足够的动力，在短时间内为电动汽车提供最大的动力输出，例如百公里加速和极限爬坡等。
考虑到系统运行的安全性，还要求电机具备过载能力，通常其过载限定值为正常状态下的5倍左右；（2）要具备较好的系统稳定性，尤其是在雨雪、高温、颠簸路面等恶劣环境下，要保证电动汽车具备良好的环境适应能力；（3）要提供给司乘人员良好的驾车体验，包括行车稳定性和舒适度等。
电动汽车用表贴式永磁游标电动机分析与设计
堕
数相 同 ，但转 速 高 于转 子 机 械 转速 的磁 场 。这 样从 ｊ
外特性上看，一台永磁游标电动机相当于一台高速 ｊ量
电动 机 与一 台虚拟 电磁 减 速 箱 ，因此 永 磁 游 标 电动 ｊ
机具有较高转矩密度 。同时，永磁游标 电动机的 动
结构和制造工艺相对简单 ，单层气隙结构使其完全 ｊ
ｍｏｔｏｒ ｉｎ ｔｅｒｍ ｓ ｏｆ ｂａｃｋ－ＥＭＦ，ｃｏｇｇｉｎｇ ｔｏｒｑｕｅ，ｔｏｒｑｕｅ，ｆ ｉｅｌｄ ｗｅａｋｅｎｉｎｇ ａｂｉｌｉｔｙ，ｌｏｓｓｅｓ ａｎｄ ｅｆ ｉｃｉｅｎｃｙ．Ｉｔ ｗａｓ ｓｈｏｗｎ ｔｈａｔ ｔｈｅ
ＳＰＭＶ ｍａｃｈｉｎｅ ｐｒｏｄｕｃｅｓ １２％ ｈｉｇｈｅｒ ｔｏｒｑｕｅ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｓａｍｅ ＤＣ ｃｏｐｐｅｒ ｌｏｓｓ．Ｂｅｓｉｄｅｓ，ｔｈｅ ＳＰＭＶ ｍｏｔｏｒ ｈａｓ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｌｙ
ＳＨＡＮ Ｆｅｎｇ—ＷＵ ，ＣＨＥＮ Ｈｏｎｇ
（１．ＪＭＣＧ Ｎｅｗ Ｅｎｅｒｇｙ Ｖｅｈｉｃｌｅｓ Ｃｏ．，ＬＴＤ．，Ｎａｎｃｈａｎｇ ３３０００８，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｗｅｉｆａｎｇ Ｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｉｅｉｔｙ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｅｎｔｒｅｐｒｅｎｅｕｒｓｈｉｐ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｃｅｎｔｅｒ，Ｗｅｉｆａｎｇ ２６１０００，Ｃｈｉｎａ）
０ 引 言
近年 来 ，为 了保 护 环境 、节 约 能 源 ，牵 引 系 统如 汽车 、火 车及船 舶 等开 始采 用 电力 能源 ，以取代 燃料 能源 。永 磁 电机 以其 高效率 及 高功率 密度 等 优点在 牵 引系统应 用 中获得 了较 多 的关 注 ｊ。研 究 表 明 ， 相 对 于表贴 式 永磁 电机 ，内置 式 永 磁 电机 具有 更 宽 的功率范 围以及更好 的过载能力 ，因此更适合应用 于牵 引 系统 中 。表 贴式 永 磁 游 标 电机 由于 具有 高转 矩密 度 的特点 ，也成 为 了近 年 来 永 磁 电机 领 域 的研究热点。相 比于传统永磁同步电动机 ，表贴 式 永 磁游 标 电动 机 定 子 绕 组 与 转 子 的极 对 数 不 相 等 ，定 子齿 槽采 用 开 口槽 结构 ，其 定子 齿不 仅起 到导 磁 作用 ，同时起 到磁 场极 数变 换器 的作 用 ，使得转 子 磁动势经过齿部 的调制作 用 ，产生了极数 与绕组极
新能源汽车电机驱动系统控制技术分析
新能源汽车电机驱动系统控制技术分析摘要：随着社会的发展，汽车已经成为了人们最主要的交通方式，随着科学技术的发展，新的能源汽车应运而生，它抛弃了传统的燃料和燃料，让汽车可以帮助人们更好的生活，也可以减少对环境的污染。
电机传动是新能源汽车的关键部件，对其进行优化和改进，可以有效地提升新能源汽车的质量，同时也可以通过优秀的电动机传动系统来提升企业在激烈的市场竞争中的核心竞争力。
关键词：新能源汽车；电机驱动系统；控制技术1.新能源汽车电机驱动系统控制技术概述新能源汽车的电机驱动系统中，电磁驱动器是实现电机驱动的关键部件，利用电机的转速来调整电机的转速，可以实现电机的驱动。
在永磁同步电动机中，三相的定子在一百二十度的角度上产生的磁场会在空气间隙内不停地转动，而由稀土永磁铁组成的正弦磁场可以维持转子的位置，当转子转动轴系与转动轴线系统重合时，定子磁场可以带动转子磁场转动，从而实现新型汽车电机的驱动控制器的解耦控制。
电动机的调速范围必须扩大，无论是恒功率区还是恒转距区都是一样，低速运行的横转距区可以在爬坡的时候有很大的转距来启动，而在高速度下的恒功率区低转距可以让新能源汽车在平台上快速地运行。
同时，新能源汽车还必须要有再生刹车的功能，这样才能让电池得到更多的电能，才能将新能源汽车的能量发挥到极致。
电机必须要能适应恶劣的环境，适合大规模的工厂制造，而且对电机的维护也很容易，而且价格也很便宜。
因此，用户在选购新能源汽车的电动机时，要考虑到电动机能否实现双向控制、电动机能否回收电能、刹车和再生能源。
2.新能源汽车电机驱动控制技术分类2.1直流电机驱动控制技术在新能源汽车的研制与生产中，首先被广泛采用的是直流电动机的驱动技术。
在晶闸管还没有研制出来之前，用电驱动的车辆，还得靠着机械来调整车速。
为了调节电动机电枢电压，采用了多组电池的串联数目。
很明显，这是一种比较死板、低效、不可靠的技术，而且在使用过程中，还会产生一些顿挫，影响到行车的舒适性和安全性。
表贴式永磁同步电机是星形接法线电感和d轴q轴电感的关系
表贴式永磁同步电机是星形接法线电感和d轴q轴电感的关系摘要：1.永磁同步电机的基本概念与结构2.永磁同步电机的工作原理3.表贴式永磁同步电机的特点4.星形接法线电感与d轴q轴电感的关系5.永磁同步电机在新能源汽车中的应用正文：一、永磁同步电机的基本概念与结构永磁同步电机是一种采用永磁材料作为磁场源的同步电机，其结构主要包括定子和转子两部分。
定子由铁芯、线圈和壳体组成，而转子则包括铁芯和转轴。
在永磁同步电机中，定子绕组接入三相交流电，产生旋转磁场，带动转子恒磁场同步转动，最终输出机械能。
二、永磁同步电机的工作原理永磁同步电机的工作原理是利用三相交流电在定子绕组中产生旋转磁场。
这个旋转磁场在空间上可以顺时针或逆时针转动，进而带动转子中的永磁铁磁场同步转动。
在这个过程中，转子磁场与定子磁场保持同步，从而实现电机的稳定运行。
三、表贴式永磁同步电机的特点表贴式永磁同步电机是一种具有高性能、高效率、低噪音和轻量化的电机。
其主要特点是：1.采用表贴式永磁材料，减少了磁阻损耗，提高了电机的效率。
2.电机结构简单，可靠性高，维护方便。
3.具有良好的调速性能和宽广的运行范围。
4.适用于各种场合，如工业驱动、家电、新能源汽车等。
四、星形接法线电感与d轴q轴电感的关系在永磁同步电机中，星形接法线电感和d轴q轴电感是描述电机磁场分布和电流特性的重要参数。
它们之间的关系如下：1.星形接法线电感：指电机定子绕组在星形接法下的自感。
2.d轴电感：指电机定子绕组在d轴上的自感。
3.q轴电感：指电机定子绕组在q轴上的自感。
这三种电感之间的关系可以通过电机的设计和参数调整来实现最佳匹配，以提高电机的性能和效率。
五、永磁同步电机在新能源汽车中的应用随着新能源汽车的快速发展，永磁同步电机在该领域得到了广泛应用。
其主要优势如下：1.高效率和节能：永磁同步电机具有较高的效率，有助于提高新能源汽车的续航里程。
2.轻量化和紧凑型：永磁同步电机结构简单，体积小，重量轻，有利于新能源汽车的轻量化设计。
新能源汽车结构与检修课件-第四章驱动电机及控制系统
机械效率
在额定运行时电机轴上输出的机械功率与电机在额定运行时电源输入
到电机定子绕组上的功率之比值。
电机及控制器整 电机转轴输出功率除以控制器输入功率
体效率
温升
电机在运行时允许升高的最高温度。
（2）各种驱动电机的基本性能比较
项目 功率密度 过载能力（%） 峰值效率（%） 负荷效率（%） 功率因数（%） 恒功率区 转速范围（rpm） 可靠性 结构的坚固性 电机的外形尺寸 电机质量
却很大，因此产生一定的主磁通所需要的励磁电流较大， 一般为额定电流的20~50%。励磁电流是无功电流，励 磁电流较大是异步电动机功率因数较低的主要原因。为
提高功率因数，必须减小励磁电流，最有效的方法就是 减小气隙长度。异步电动机的气隙大小一般为0.2~1.5 mm左右。
(5)小型化、轻量化 直流电动机的转子部分含有较大比例的铜, 如电枢绕
组和换向器铜片, 所以与其他类型的电动机相比, 直流电 动机的小型化和轻量化更难以实现。 目前可以通过采用 高磁导率、 低损耗的电磁钢板减少磁性负荷, 虽然增加了 成本, 但可以实现轻量化 。
(6)免维护性 对于电刷, 根据负荷情况和运行速度等使用条件的不
直流电动机 低 200
85-89 80-87 ------------4000-6000 一般
差 大 重
三相异步电动机 中
300-500 94-95 90-92 82-85 1：5
12000-20000 好 好 中 中
永磁同步电动机 高 300
95-97 97-85 90-93 1：2.25 4000-10000 优良 一般
他励
并励
串励
图4-6直流电机的励磁方式
复励
直流电机励磁绕组所耗功率虽只占整个电机功率的1～3%， 但其性能随励磁方式不同产生很大差别，电动机的机械特性 也大不相同，如图4-7所示
新能源汽车电机传动系统设计与性能分析
新能源汽车电机传动系统设计与性能分析随着环境保护意识的增强和对能源危机的关注，新能源汽车作为一种有效降低环境污染和资源消耗的交通工具逐渐受到人们的重视。
而电机传动系统作为新能源汽车的核心技术之一，在提高汽车续航里程和性能方面具有重要作用。
本文将重点探讨新能源汽车电机传动系统的设计与性能分析。
一、新能源汽车电机传动系统设计原则1. 动力与效率平衡：新能源汽车电机传动系统的设计需要实现车辆高效的能量转换与传递，同时满足车辆的动力需求。
传动系统需综合考虑能量转换效率与车辆动力输出之间的平衡，以提高整车的综合性能。
2. 续航里程优化：在设计电机传动系统时，要考虑新能源汽车的续航里程。
在满足动力需求的前提下，通过降低电机的能耗和优化电池管理系统，提高汽车的续航能力。
3. 环境适应性：新能源汽车电机传动系统的设计需要考虑适应多样化的行驶条件和环境。
在设计过程中，要充分考虑车辆在不同的路况、气候和海拔等条件下的工作性能和适应能力。
二、新能源汽车电机传动系统设计要素1. 电机选型：根据车辆的动力需求和空间限制来选择合适的电机类型，如直流电机、异步电机或永磁同步电机等。
电机的功率输出和效率等参数也需进行精确评估。
2. 传动结构设计：传动结构要能够有效传递电机的动力输出，同时考虑到可靠性和可维修性。
常见的传动结构包括单速齿轮传动、多速齿轮传动和无级变速器等，需根据实际情况选择最适合的结构。
3. 控制策略：电机传动系统的控制策略直接影响到整车的性能和驾驶感受。
控制策略需要根据实际需求设计，包括加速、制动、回馈能量等方面。
三、新能源汽车电机传动系统性能分析1. 效率分析：电机传动系统的效率是评估其能量转换效果的重要指标。
通过实验测试和模拟计算等手段，可以对电机传动系统的效率进行分析和评估，从而找出提高效率的方法和措施。
2. 动力性能分析：对于新能源汽车来说，动力性能是用户与车辆互动的一个重要方面。
通过动力性能测试，比如加速性能、最高速度等，可以评估电机传动系统的动力输出是否满足要求，进而优化设计。
电动汽车用永磁同步电动机设计及研究
电动汽车用永磁同步电动机设计及研究发表时间：2018-03-13T16:26:08.477Z 来源：《电力设备》2017年第30期作者：赵建帮[导读] 摘要：伴随着世界经济的大踏步增长，人们生活水平得到提高的同时，对汽车的需求量迅速增加，汽车数量的增加导致石油和其它资源的消耗增加，同时汽车尾气的排气量迅速增加，致使资源和环境都受到了严重的影响。
（河北御捷车业有限公司河北邢台 054800）摘要：伴随着世界经济的大踏步增长，人们生活水平得到提高的同时，对汽车的需求量迅速增加，汽车数量的增加导致石油和其它资源的消耗增加，同时汽车尾气的排气量迅速增加，致使资源和环境都受到了严重的影响。
节能减排早已成为社会各界共同探讨的热点，使用电能代替其他短缺能源已成为一种共识，相对于石油资源的消耗带来的影响，电能的产生方式多样，产量充足，覆盖面广，而且能源利用率高，方便环保，所以电动汽车的研发是一种必然趋势。
关键词：电动汽车；永磁同步电动机；场路耦合引言随着全球能源和环境问题日益严峻，发展新能源汽车势在必行。
永磁同步电动机具有体积小、高效率、高功率密度、低损耗等优点，在电动汽车驱动电机产品中受到广泛的青睐。
作为电动汽车驱动系统的核心部件，其性能的好坏直接决定了整车的性能。
因此，精心设计性能优异的永磁同步电动机具有重要的现实意义和应用价值。
1 电动汽车用永磁同步电机的研究现状电力驱动汽车用永磁电动机控制系统是目前电动机领域的热门课题，而且已经获得了一些研究成果。
研究现状有以下几个方面：各类控制方法的研究，如矢量控制，直接转矩控制等；提高控制系统精确度，如通过改良位置检测传感器来提升系统精度；针对不同永磁电机及其拓扑结构采用不用的控制方法的研究，以此来达到提高电机的工作性能的目的；电机控制系统集成化，智能化，如改进控制系统的组成元件，如将DSP或FPGA等作为数据处理器大大提高了控制系统数据处理的能力；在电机控制应用各种控制策略，如模糊控制、神经网络控制、变结构控制、专家系统等；控制系统构成更加简单化，如不使用位置检测传感器的控制系统的研究。
新能源汽车用轴向磁通电机设计与分析_金良宽
轴向磁通永磁同步电机因其具有轴向的磁通方 向，从而决定了其结构不同于普通的径向电机，轴 向磁通电机具有小体积、低噪音、高转速、高功率 密度、优良的散热性能等诸多优点。轴向磁通电机 结构简图如图 1 所示。
图 1 盘式电机典型结构
轴向磁通永磁同步电机根据转子数量、相对位 置及主磁路分类，其结构可分为四类： 单定子单转 子结构、双定子单转子结构、单定子双转子结构及 多盘式结构。
载、驱动功能，而且直接决定整车的安全和舒适性。 因此 开 发 小 体 积、 低 噪 音、 高 效 率、 高 功 率 密 度、 长寿命的电驱动系统总成是非常必要的。
当前大部分汽车驱动系统，尤其是新能源汽车 的驱动系统的结构主要是由中央主驱电机、减速器 及传统轴驱动车轮，其中驱动电机是核心零部件之 一。早期的电驱系统以直流电机为主，目前主要有 感应电机、永磁电机和开关磁阻电机等［1］，相较于 其他永磁 种 类 电 机， 永 磁 电 机 因 其 具 有 功 率 密 度、 效率、功率因数较高优点［2］，已成为新能源汽车驱 动电机的一个重要研究方向。近年来，永磁同步电
0引言
随着经济社会快速发展，世界各国均面临能源 枯竭和环境破坏的世界性难题，而随着汽车保有量 的上升，将消耗更多的石油资源，同时尾气带来的 环境污染也日益严峻，已成为世界性的问题。因此， 急需发展可维持人类可持续发展与环境和平相处的 新时代新能源汽车。新能源汽车相对于传统燃油车 而言，由于能量供给形式不同，不论在整车总布置 型式，还是驱动系统总成，都发生了巨大变化，其 中驱动系统总成对整车性能至关重要，不仅承担承
Abstract： The design requirements of small size，low noise，high efficiency，high power density and long life drive motors for new energy vehicles were presented，design index requirements of motor ontology based on system ，axial flux motor with two stators on both sides of intermediate rotor ，the structure of stator， winding and permanent magnet was analyzed，a three-dimensional finite element analysis model of the motor was established by using Ansys / Maxwell finite element analysis software． The electromagnetic characteristics were analyzed． The prototype had been manufactured and tested． The research shows that the electromagnetic design scheme of the motor is reasonable，the performance meets the design requirements，relevant work provides certain reference value for the design and development of axial flux permanent magnet motor in the field of automotive drive motor． Key words： new energy vehicle； axial flux motor； parameterization； electromagnetic characteristics
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新能源汽车技术I EMCA違权控刹名阄2019,46 (2)新能源汽车用永磁电机转子结构分析
陈"香，潘敬涛，孙宁(沈阳工业大学国家稀土永磁电机工程技术研究中心，辽宁沈阳110870)
摘要：针对新能源汽车用永磁电机，通过有限元法分析了 V型、V—型、双弧型、U—型4种不同转子
结构电机的交直轴电感、电磁转矩、磁阻转矩等性能，分析了不同转子结构的弱磁扩速能力及影响弱磁扩速能 力的因素，仿真给出了不同转子结构的效率云图。通过综合分析，得出不同转子结构的特点，总结了不同转子 结构 用的新能源汽车用 电机的类型。关键词！永磁同步电机"新能源汽车用电机"交直轴电感"弱磁扩速中图分类号：TM 351 文献标志码！ A 文章编号：1673-6540(2019)02-0114-06
Rotor Structure Analysis of Permanent Magnet Motor for New Energy Automobile
CHENLixiang，PANJingtao， SUN Ning(National Engineering Research Center for REPM Electrical Machine，Shenyang University of Technology，Shenyang 110870， China)
Abstract: The permanent magnet motor for new energy automobile was introduced. The quadrature-direct axis
inductance，electromagnetic torque and magnetic resistance torque properties were analyzed by finite element methodfor four kinds of motors with different rotor structures: “V” type， (V—，’ type，double-arc type，and ( U—，’ tThe flux weakening capability and the factors influencing flux weakening capability were amaps of different rotor structures were given by simulation. By comparing and analyzing the characteristics of different rotor structures，it was concluded that different rotor magnetic circuit structures were suitable for different new energy automobile applications.Key words ： permanent magnet synchronous motor ( PMSM )* new energy automobile motor *
quadrature-direct axis inductance; flux weakening
0引言永磁同步电机（PMSM)具有结构简单、转矩 密度高、效率高、功率因数高、高效率 盖宽、振动噪声低、动态响应快 对简单等，新能源汽车 电机 用 [1_2]。永磁 转子 的不同分类，PMSM — 分为3种转子磁路结构： 、内。3种转子磁路结构 转子磁路结构应用较为 ， 转子的永磁体
转子的 ，转子磁路不对 生的磁阻转矩 高电动机的过载能力 率 ，弱磁扩速[3]。 有的特性， 转子磁路结构PMSM 为汽车驱电机的 ， Prius 2003 电机永磁体采用一型结构，Prius 2004和Prius 2010
电机永磁体采用V型结构，Prius 2015驱动 电机采用V —型转子磁路结构，丰田公司2008
Lexus LS600H 电机采用了双层V —型永磁
体结构， 的 Active E. 电机采用
作者简介：陈丽香（1973—)，女，硕士，高级工程师，研究方向为永磁电机设计及关键技术 潘敬涛（1992—)，男，硕士研究生，研究方向为永磁电机关键技术。孙宁（1980—)，男，硕士，工程师，研究方向为永磁电机设计及关键技术。—114 —省机滅刹名闱2019,46 (2)新能源汽车技术I
EMCA
双层一型永磁体结构+4_6]。新能源汽车 电机的弱磁扩速性能和转矩输出能力。转子永磁 不同的不同的 合成了多种 的磁路结构，不同的转子磁路结构其电机的性能特 有所不同， 设计出适合新能源汽车用的PMSM :了解不同转子磁路结构电机的性能特点。文献[7]分析 了 5种不同转子磁路结构永磁电机 的弱磁扩速能力，分析 结构的永磁电机 V型结构和分段一型结构永磁电机 的弱磁扩速能力差，为了得 的电机性能，对永磁体的 了 ，使得PMSM合混合动力 。 [']分析 了 一型转子结构 U(V)型转子结构的性能特点，分析结 转矩输出能力 的 层U(V)型结构电机 种结构电机的转矩脉动 率低。 [9 ]对电动汽车用永磁电机的电磁设计 了研究分析，分 出了 V型和V—型两种结构的20 QV电动汽车用永磁电机的样机，并 了 种转子结构电机的试验。 [10]对V型和V —型两种不同转子磁路结构电机进 了分析，通过有限元法分析了两种转子结构电 机的转矩、交直轴电感、弱磁扩速能力及铁耗等性 能并仿真了两种转子磁路结构的效率云图。文献 [11 ]作了 100 kw新能源汽车 用V型转子磁路结构PMSM的样机，通过ANSYS Maxwell对 电机性能特 了电磁场仿真分析，并对机 了试验，然后将试验数据与电磁场仿真计算 结 对比分析。 [1&]针对气隙磁密幅值、谐波含量、齿槽转矩和转矩波动等方面，分析 了一型、V型和U型3种磁路结构电机。文献[13]对 V型转子磁路结构电机的交直轴电感 了分析。 [14]分析了高功率 电机在设计时 考虑的若干问题，对V型和一型转子磁路结构电机 分析 ，得出V型转子磁路结构 合用于高功率 汽车电机的结论。本文针对1台峰值功率158 kW的新能源汽 车用永磁电机，对V型、V —型、U —型和双弧型 4种不同转子磁路结构电机 分析，并通过分析总结了不同转子结构所适用的新能源汽车用驱 电机的类型。
1 PMSM办轴数学模型PMSM23轴数学模型不但可以分析调速 PMSM稳态运行特性， 对电动机的瞬态运特性 分析。在建立电机的办轴数学模型时，首先作如下假设：（1 %忽略电动机铁心饱和; (& %不计电动机中的涡流和磁滞损耗；（3 %电动机 的电流为对称的三相正弦波电流。电动机的相电阻较小，故忽略电机的电 阻。 量图如图1所示。
电机在办轴系统下参数可表示为Ud =- coe"q ⑴
1 4 !e"d (2)"d = "prn 6 Ldld (3)"q =Lq 7 ( 4)7d4-7>n# (5)7 4 7cos # (6)
"pH 4 — ( 7)式中"1d、1d、g轴电压；
"d、"d、g轴磁链；
7、7d、q轴电流；
Ld、Lq -
d、q轴电感；
!e-电角速度；
"pH永磁 生的磁链；
7s$$$
-定子电流的有效值
；
7电流 角。
通常认为电机的电磁转矩为永磁转矩和磁阻转矩之和，在dq轴数学模型下电机的转矩 ；示为
8=8p 6 8c =|就7 + (%d -%q)77](8)—115 —新能源汽车技术I EMCA違权控刹名阄2019,46 (2)
2.1不同转子磁路结构电机的转矩新能源汽车电机的运 分为&个阶段:(1)恒转矩阶段。电机的 方式为最大转矩电流 方式，在该阶 寻找合适的电流角，电机 同电流下产生的转矩最大。（&%弱磁阶段。为了满足电机对转速的需求，对电机 ‘弱磁 。4种转子磁路结构电机在相同电流175 A和 不同电流 角下转速的变化曲线如图3所示。4种转子磁路结构电机产生最大转矩对应的电流 角如表1所示。 同电流下U —型结构生的转矩最大，V —型结构产生的转矩最小。
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90电流角度/(°)
图3不同转子结构电机的电流控制角-转矩曲线
表1不同转子磁路结构电机电流控制角及转矩转子结构V型V—型双弧型U—型
最大转矩电流角/(。）23262622
转矩/(N.m)8247778378472. 2不同工况下电机所需电流4种转子磁路结构电机达到额定转矩和过载 峰值转矩时所需电流如表&所示。
表2不同转子磁路结构电机不同工况所需电流 A
转子结构 V型 V—型 弧型 U—型
电流 170.7 180.6 168.2 165.8
峰.流矩 423.8 447.9 416.4 413.2由表2可知，当达到额定转矩时U —型结构 电机 电流最小，为165.8 A，V —型结构电机 电流最大，为180.6 A，比U —型高8.93% *当 达到峰值转矩时U —型结构电机 电流最小，为413.2 A，V —型结构电机所需电流最大，为
9"—7(9)
8 4 普(10)
式中：8 8p、8?——电磁转矩、永磁转矩、磁阻 转矩；
9---极对数。
电机设计中，交直轴电感的计算十分 。
在办轴数学模型下交直轴电感的计算方法如下:
「kl — (11)!T"abc!
cos $C0S( $ 2!)
C0S( $ + 了！)
-sin $ sin( $ —2!)
-sin( $ + 了！)
La
% AA % AB % AC% BA % BB % BC% C A % C% C
( 12)(13)式中：$-La
-永磁体与A相绕组夹角: 电机电感矩阵。
2不同转子磁路结构电机的性能特点选择V型、V —型、U —型和双弧型4种不同 转子磁路结构 。4种转子磁结构的电机除永磁体结构 不同外，其余参数都相同，如定子参数、永磁体用量、气隙长度等。分析不同转 子磁路结构电机的性能特点，不同转子结构空载磁力线分布如图2所示。
(c)双弧型结构 （d) U —型结构图2不同转子结构空载磁力线分布图
oooooooooooooooooo
987654321
(E.MVi
—116 —