新能源汽车高功效同步电机的优化设计方法

摘要

本发明涉及一种新能源汽车高功效同步电机的优化设计方法，包括建立永磁同步电机铁耗计算模型，研究磁密变化，得到不同次谐波磁场对应的磁滞损耗和空载铁耗；从定子、转子和永磁体三方面对车用永磁同步电机的负载杂散损耗进行理论分析和有限元求解，抑制永磁体涡流损耗；分析电机的水冷系统，分析参数配合对高效区范围、弱磁性能的影响，设计样机的转子结构形式、极槽配合和空载反电动势，并测试样机。本发明通过对磁场特性的分析、磁滞损耗、涡流损耗等到的分析，准确计算不同转子结构和极槽配合下的转子损耗和永磁体涡流损耗的大小和分布，找到抑制转子损耗和永磁体涡流损耗的有效措施。

主权项

一种新能源汽车高功效同步电机的优化设计方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一：建立永磁同步电机铁耗计算模型，包括磁滞损耗计算的修正系数和涡流损耗计算模型，研究磁密变化，通过对不同部位磁密随时间变化关系曲线进行傅立叶变换分析，再考虑其频率的影响，便可得到不同次谐波磁场对应的磁滞损耗和空载铁耗；步骤二：从定子、转子和永磁体三方面对车用永磁同步电机的负载杂散损耗进行理论分析和有限元求解，计算负载杂散损耗，通过分段永磁体的长度或者宽度，远离2.3倍透入深度，抑制永磁体涡流损耗； 步骤三：先对车用永磁同步电机的水冷系统进行结构分析对比，之后对机内空气的流动性能进行流体场分析，在前面分析的基础上针对样机不同工况下的温度特性进行仿真分析，得出此类电机冷却系统设计和热性能计算分析方面的规律；步骤四：结合车用永磁同步电机的控制方法对永磁同步电机的电磁设计计算方法以及参数配合对高效区范围、弱磁性能的影响进行了详细分析，设计样机的转子结构形式、极槽配合和空载反电动势，并测试样机。