车用多层磁钢内置式永磁同步电机研究与设计

摘要

针对电动汽车驱动电机性能需求日益提升的现状，设计了一种车用发卡绕组多层磁钢内置式永磁同步电机，保证高功率密度、高效率的设计要求。利用有限元方法建立4种发卡绕组多层磁钢内置式永磁同步电机的二维模型，在转子分段斜极优化的基础上，比较4种电机的性能，探究多层磁钢结构中不同永磁体对电机性能的影响，选择最合适的结构进行后续多次优化；利用田口算法对电机磁钢尺寸设计进行优化，通过参数对优化目标影响的比重选出最优组合；对优化后的电机进行Halbach充磁，对每层磁钢分别利用同一角度充磁，进行参数化扫描寻优，选择最合适的一层充磁，并选择最合适的充磁角度及对应的充磁长度获取最优性能。结果表明：多次优化后的电机在保证较高平均转矩的基础上，转矩脉动与齿槽转矩大幅降低，可满足新能源汽车电机的性能需求。

关键词

发卡绕组 / 多层内置式永磁同步电机 / 田口算法 / Halbach充磁 / 参数化扫描

基金资助

安徽省自然科学基金项目(1808085QF197);; 安徽高校自然科学重点项目(KJ2020A307)