电动汽车用内置式永磁同步电动机转子结构优化

2014-01-13王晓远严长伟

微特电机 2014年8期

关键词：结构

王晓远，严长伟

(天津大学，天津300072)

0 引言

近年来随着世界各国对环境保护越来越重视以及化石燃料逐渐枯竭，电动汽车成为世界未来汽车发展的重要方向。驱动电机作为电动汽车的心脏，成为电动汽车研究的重要内容之一。同时电动汽车用电机须具有功率密度高、效率高、调速性能好等特点，永磁同步电动机可以很好地满足上述性能要求［1－4］。电动汽车用高功率密度电机可以采用永磁同步电动机或者异步电动机，例如丰田的Prius 混合动力汽车采用的是永磁同步电动机，Tesla 跑车采用的是异步电动机。

永磁同步电动机的不同转子结构对电机的性能影响很大，有必要根据电机的实际性能需求选用适当的转子结构［5］。相比于磁钢表贴式的转子结构，磁钢内置式转子内的永磁体受到极靴的保护，转子机械强度高，更适合应用于转速较高的电机上;同时由于内置式永磁同步电动机的d，q 轴磁路不对称，一般情况下电机的直轴同步电抗Xd小于交轴同步电抗Xq，产生了一个磁阻转矩，这有助于提高电机的过载能力和功率密度。由于转子磁路不对称而产生的磁阻转矩是一个负的正弦函数，因而矩角特性曲线上转矩最大值对应的转矩角大于90°，而表贴式转子结构的d，q 轴磁路是对称的，磁阻转矩为零［6］。图1 为某一内置式永磁同步电动机的矩角特性曲线。