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MotorSolve設計混合電動機車的直流電動機
摘要: MotorSolve能計算出混合電動機車設計的精確結果,并且保持模板化設計環(huán)境和結果驅動求解的簡便性。
Abstract:
Key words :
     MotorSolve能計算出混合電動機車設計的精確結果,,并且保持模板化設計環(huán)境和結果驅動求解的簡便性,。 無刷直流電機,特別是內嵌" title="內嵌">內嵌永磁體類型通常用于混合電動機車的應用,。

種類:電動機和發(fā)電機-直流
軟件: MotorSolve

這種類型的電機是由凸極轉子和磁阻轉矩元件組成,,所以功率密度高,輸出轉矩大,,轉速變化范圍寬,。弱磁、恒功率" title="恒功率">恒功率變轉速運行非常關鍵,,并且在電動機轉速范圍寬的條件下不需要額外的傳動裝置,。

弱磁是通過增加超前角來實現(xiàn)的,因為轉速增加后,,減少了反電勢,,所以不會超過電壓源" title="電壓源">電壓源。

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MotorSolve能為研究這些復雜的特性提供有用的分析結果,。MotorSolve的有限元內核計算能考慮非線性材料,、PWM脈寬調制驅動電路,并且能通過簡單的向導建立起復雜的幾何結構,。

結果

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一個8極48槽的三相內嵌磁鋼" title="磁鋼">磁鋼電動機,,盡管外形復雜,但是使用MotorSolve的幾何模型編輯器" title="編輯器">編輯器,,只需要短短幾分鐘,,就能建立起來。定子磁極采用強永磁材料釹鐵硼,,轉子凸極設計,,使得磁阻轉矩元件運行于較寬的轉速范圍。

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內嵌磁鋼電機工作于轉子鐵軛的飽和區(qū)域,,因此需要考慮非線性材料的特性,。100A下的磁鏈圖表明轉子橋的飽和性,允許設計者優(yōu)化幾何參數(shù),。

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像上圖一樣的繪出一個電機的轉矩——轉速曲線并非輕而易舉之事,,需要每個轉速下優(yōu)化超前角來得到,。MotorSolve可以快速設置多種轉速和超前角的組合方式,來繪制上述圖形,。通過這些曲線的包絡線,,能得到轉矩——轉速曲線和優(yōu)化的超前角。恒功率變速內嵌磁鋼式永磁電機" title="永磁電機">永磁電機的曲線如上圖所示,。

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這幅圖中可以提取每個轉速下優(yōu)化超前角的峰值轉矩,。當電機超過恒轉矩區(qū)域(大概875轉/分)后,弱磁的優(yōu)勢突顯出來,。

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內嵌磁鋼式永磁電機的調速范圍寬是由于其具有較高的凸極比(d軸電感與q軸電感之比),。MotorSolve能準確地描述由磁路飽和引起的電感的非線性規(guī)律。上圖表明了Ld 和Lq是電流的函數(shù),。

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銅損是電機整體損耗中關鍵的部分,,MotorSolve先進的損耗計算能力能計算出基于元件級的磁滯和渦流損耗。上圖表明轉子的磁滯和渦流損耗是轉速的函數(shù)(或等價的是頻率的函數(shù)),。渦流趨勢呈現(xiàn)拋物線型,,而磁滯損耗與功率曲線規(guī)律相似。
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