电动大巴永磁辅助磁阻同步电动机仿真分析
2014-01-13李新华徐竟成
李新华,阮 波,徐竟成,刘 伟
(湖北工业大学,武汉430068)
0 引 言
目前电动大巴驱动电机大多采用感应电动机,也有使用稀土永磁同步电动机(以下简称钕铁硼电机)的,但都存在比较明显的缺点,感应电动机效率和功率密度比较低,钕铁硼电机制造成本高。美国能源部2011 年发表的研究报告称,2015 年,新能源车驱动电机的成本应小于43 元/kg,功率密度应高于1.3 kW/kg;2020 年,驱动电机的成本应小于28.8 元/kg,功率密度应高于1.6 kW/kg[1]。要实现上述目标,无论是采用感应电动机还是钕铁硼电动机都是困难的,因此亟待研发新型电动大巴驱动电机[2]。
永磁辅助式磁阻同步电动机(以下简称永磁辅助式电机)是一种具有高性价比的驱动电机。永磁辅助式电机采用内置式转子结构,具有较高的磁阻转矩,永磁转矩比较低。由于永磁转矩比较小,永磁辅助式电机不需要太高的永磁磁场,可以采用价格低廉的铁氧体永磁材料制成主磁极,电机制造成本大幅降低。目前,德国、日本和韩国的一些学者已经研制出了新能源乘用车驱动用永磁辅助式电机。德国Paderborn 大学的Milind Paradkar 等学者研制出了峰值功率50 kW、最高转速14 000 r/min 的永磁辅助式电机,该电机额定功率密度为8 kW/L[3]。日本大阪大学的Masahiro Obata 等学者研制出了峰值功率95.4 kW、最高转速10 000 r/min 的永磁辅助式电机,该电机额定工况磁阻转矩利用率达84 %,峰值工况达93 %,功率密度达10 kW/L,与2003 年第二代Prius 50 kW 钕铁硼电机的功率密度接近[4]。
本文通过计算机仿真方法对电动大巴驱动用永磁辅助式电机进行评估分析。……
