电动汽车用内置式永磁无刷直流电机设计研究
摘要：设计一台电动汽车用内置式永磁无刷直流电动机，分析气隙尺寸、永磁体厚度、定子绕组匝数等主要结构参数对电机效率、转矩电流比的影响，针对电动车辆复杂的工况对比分析不同负载率下电机的运行性能，完成优化样机研制及测试.研究结果表明：在机械加工能力允许的前提下，适当减小气隙长度可提高电机低速区性能；在兼顾成本的同时，适当增加永磁体用量可提升电机整体性能；适当减少绕组匝数可提高电机高速区性能，但会导致低速区的转矩电流比下降.电机在额定负载时整体效率最高，说明设计方案对额定点的选取合理；转矩电流比随负载率的增加而增大，分析认为这与输出转矩中的磁阻转矩分量有关，这是内置式永磁电机与表贴式永磁电机的一个重要区别，设计需要特别注意.样机测试结果表明：恒转矩区和恒功率区的转矩、功率都满足驱动系统要求.
关键词：永磁无刷直流电机；转矩电流比；负载率；内置式
中图分类号：TM315 文献标识码：A
稀土永磁无刷直流电机是随着电力电子技术及新型永磁材料的发展而迅速成熟起来的一种新型电机，具有体积小、重量轻、效率高、惯量小和控制精度高等优点
电动汽车是交通运输业面临能源与环境双重压力的必然选择，是未来汽车工业的重要发展方向.永磁电机具有高效、高功率密度的特点，特别适宜用作电动汽车主驱电机.内置式转子磁路结构的机械强度高、弱磁调速能力强，永磁体的抗去磁能力强，在车辆驱动中永磁无刷直流电机应用广泛
1电机性能指标的确定
电动汽车驱动电机性能指标的确定需要根据电动汽车车辆参数以及动力性能指标分析确定.
电机转速与车速相对应，因此额定转速一般根据电动汽车的经济运行车速来确定.汽车在最大车速下水平匀速运行时所需的驱动功率，作为驱动电机的额定功率，进而得到电机的额定转矩.根据电动汽车的档位设计，峰值转矩通常为额定转矩的2～3倍.再综合考虑运行经济性、成本等因素，确定本方案中电机的主要性能指标如表2所示.
2.2定子绕组
理想的无刷直流电机要求具有相当宽度的梯形波反电动势，因此在绕组设计时尽可能选择集中整距绕组
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