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新能源汽车电机设计及弱磁控制,适合分数槽定子绕组

时间:2023-10-03 理论教育 版权反馈
【摘要】:分数槽定子绕组不但可以减少电机的齿槽转矩,还能够减少电机感应电动势的高次谐波,改善电动势的波形,但是分数槽定子绕组也存在着一些缺点,例如产生次谐波,产生共振频率引起振动等。通过图4-13可知,36槽形内置式永磁同步电机的齿槽转矩小于整数槽48槽的,由此可见,采用合理的分数槽绕组可以有效地减少齿槽转矩,优化电机的性能,其产生次谐波及振动问题有待进一步研究。

新能源汽车电机设计及弱磁控制,适合分数槽定子绕组

分数槽定子绕组不但可以减少电机的齿槽转矩,还能够减少电机感应电动势的高次谐波,改善电动势的波形,但是分数槽定子绕组也存在着一些缺点,例如产生次谐波,产生共振频率引起振动等。为了说明分数槽绕组的特点,分别对3相8极48槽的定子绕组的电机与3相8极36槽的分数槽双层叠绕组进行了性能分析,参数比较如表4-4所示。

表4-4 整数槽和分数槽定子绕组参数

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(续)

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由于分数槽定子绕组的极对数p为4,故一对极下的定子槽数为9个槽,是极距的两倍,所以该绕组在一对极下定子绕组的两个实际极距分别为4个槽和5个槽,取定子节距为短距,即4个槽。根据每极每相槽数为1.5,可以得出在一对极下,定子绕组的每相槽数应为3,取A、B、C相带为80°,X、Y、Z相带为40°,图4-10b给出了36槽与48槽电动势星形图的对比图。

图4-11给出了36槽的沿着定子圆周方向展开的A相绕组分布图

根据上述分数槽定子绕组的分布情况,对978-7-111-44808-2-Chapter04-34.jpg形整数槽内置式永磁同步电机的定子绕组进行优化,生成一个新的3相8极36槽的978-7-111-44808-2-Chapter04-35.jpg形内置式永磁同步电机二维有限元模型,如图4-12所示。其性能特点将与3相8极48槽的传统“一”字形内置式永磁同步电机以及3相8极48槽的978-7-111-44808-2-Chapter04-36.jpg形内置式永磁同步电机进行比较分析,从中选择最佳的设计模型。

如图4-13所示为36槽和48槽978-7-111-44808-2-Chapter04-37.jpg形内置式永磁同步电机在额定转速下齿槽转矩比较的波形图。

通过图4-13可知,36槽978-7-111-44808-2-Chapter04-38.jpg形内置式永磁同步电机的齿槽转矩小于整数槽48槽的,由此可见,采用合理的分数槽绕组可以有效地减少齿槽转矩,优化电机的性能,其产生次谐波及振动问题有待进一步研究。

978-7-111-44808-2-Chapter04-39.jpg(www.xing528.com)

图4-10 3相8极48槽与36槽定子绕组电动势星形图

a)48槽整数槽绕组 b)36槽分数槽绕组

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图4-11 36槽分数槽绕组沿着定子圆周方向展开的A相绕组分布图

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图4-12 7.5kW3相8极48与36槽978-7-111-44808-2-Chapter04-42.jpg形一对极下定子绕组分布连接图

a)48槽整数槽 b)36槽分数槽

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图4-13 36槽与48槽978-7-111-44808-2-Chapter04-44.jpg形永磁同步电机的齿槽转矩比较

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