混合动力车用轴径向磁通复合结构永磁同步电机的研究

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1、哈尔滨工业大学硕士学位论文混合动力车用轴-径向磁通复合结构永磁同步电机的研究李立娜哈尔滨工业大学2008年6月国内图书分类号：TM351国际图书分类号：621.313.8哈尔滨工业大学硕士学位论文混合动力车用轴-径向磁通复合结构永磁同步电机的研究硕士研究生：李立娜导师：郑萍教授申请学位级别：工学硕士学科、专业：电气工程、电机与电器所在单位：电气工程及自动化学院答辩日期：2008年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex：TM351U.D.C.:621.313.8DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARC

2、HONTHEAXIAL-RADIALFLUXCOMPOUND-STRUCTUREPERMANENT-MAGNETSYNCHRONOUSMACHINE(CSPMSM)USEDFORHEVCandidate：LiLinaSupervisor：Prof.ZhengPingAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringAffiliation：ElectricMachineandApparatusDateofDefence：June,2008Degree-conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnolo

3、gy哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要随着丰田Prius混联式混合动力电动汽车问世以及推广，混联式混合动力汽车的研究逐渐受到重视，而本文所研究的是一种由一个轴向式磁路结构和一个径向式磁路结构的永磁同步电机组成的复合式永磁同步电机——轴-径向磁通复合结构永磁同步电机，它能取代传统汽车中的变速箱、离合器等部件并取代了Prius中复杂的行星齿轮结构，使混合动力系统结构更紧凑、工作效率更高。本文针对轴-径向复合结构永磁同步电机主要做了以下几方面的研究。首先，分析了轴-径向复合结构永磁同步电机系统的工作原理，并研究了复合结构永磁同步电机系统混合动力汽车的工作状态以及控制策略。接下来通过理论分

4、析了轴-径向复合结构电机的配置，对径向电机以及轴向电机的磁路结构作了研究和计算，用解析法计算了径向电机的电抗及其它参数，并根据应用场合对磁路结构做了合理的选择。建立了轴-径向复合结构电机的三维仿真模型，简单分析了两电机的耦合问题；推导了轴-径向复合结构电机的功率及功率密度公式，以此为依据分析了轴-径向复合结构电机尺寸以及功率的合理匹配问题；分析了轴向电机参数对轴向磁拉力的影响。并对轴-径向复合结构电机进行了优化，从主磁场的优化以及齿谐波的减小两方面入手，主磁场主要是从转子形状来优化，而对于齿谐波的削弱则对比分析了分数槽和斜槽对电机性能的影响从中选出最优方案。最后对几种复合结构永磁同

5、步电机的拓扑结构从工作原理、电机性能以及应用场合几方面作了详细分析。关键词轴-径向复合结构；永磁同步电机；转子磁路；轴向磁拉力；电机性能--I哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractWiththeappearanceandgeneralizabilityofToyotaPrius—whichisatypeofseries-parallelcombinedhybridelectricvehicle,theresearchonseries-parallelhybridelectricvehicleisgraduallybecomingtheresearchingfocus.Ana

6、xial-radialfluxcompound-structurepermanent-magnetsynchronousmachinewhichiscomposedofanaxialfluxandaradialfluxstructurepermanent-magnetsynchronousmachineiscarriedout;itcanreplacethegearboxandclutchcomponentsofthetraditionalvehicle,andthecomplexstructureoftheplanetarygearinPrius.Allofthesemaketh

7、eHybridsystemstructuremorecompactandmoreefficient.Someresearchhasbeencarriedoutontheaxial-radialfluxcompound-structurepermanent-magnetsynchronousmachine.Firstly,thePrincipleoftheaxial-radialfluxcompound-structurepermanent-magnetsynchron