姜 华

(上海大学,上海200135)

0 引 言

对于新能源汽车来说,其驱动系统的核心就是驱动电机,驱动电机的性能优劣直接决定了新能源汽车性能好坏。随着新能源汽车的不断发展,新能源驱动电机呈现出向高功率、小体积、高转速方向发展。伴随电机工艺及设备的成熟,电机绕组由圆铜线设计逐渐向发卡式扁铜线绕组设计发展。

发卡式扁铜线电机有以下优点:槽满率高,散热性好,绕组端部短,体积小。事物均有两面性,扁铜线电机也有一些缺点:集肤效应大,不利于系列化,对扁铜线漆膜要求高,对量产设备要求高。

扁铜线电机在很多行业都有应用,如大功率异步电动机、矿山电机、风力发电机、火力发电机、大功率牵引电机、机车电机等。因为这些电机频率低,用基于等效电路的场计算方法能够满足工程应用。但随着新能源汽车电机频率的不断提高,基于等效电路的场计算方法完全不能满足其要求,单纯的2D有限元仿真计算方法已经不能准确计算其交流损耗[1]。因此,提高扁铜线电机绕组的交流损耗计算精度就显得尤为重要。

本文以行业内最常用的ANSYS Maxwell仿真软件介绍扁铜线绕组交流损耗的计算方法。

目前,行业内较准确的计算方法,是按照实物建立3D仿真模型,但3D仿真模型对计算机工作站配置性能要求高,计算时间长,对于一般工程应用来说不太适用。如果拥有小型的超级计算中心,那么方案的校核精确计算可以直接用3D模型完成。如何提高2D仿真模型的计算精度,以达到工程计算的要求,本文利用2D仿真模型和外电路的联合仿真方法实现交流损耗的计算。……