汽车|混合式磁钢转子结构的电动车用永磁磁阻电机优化设计( 五 )
本文图片
(c) 磁链云图
本文图片
(d) 转矩云图
图14 切向混合式磁钢电机HM2电磁参数云图
由图14可以看出 ， 随着激励源 Id、 Iq的变化 ， 磁链参数、电感参数等均在随之变化 ， 这种电机模型比固定电感参数、主磁链参数的理想模型更为贴合实际电机 ， 因此基于JMAG-RT电机模型的控制更能模拟实际的电机运行状况 。
同时在PSPICE中搭建考虑开关管实际特性的逆变电路 ， 用于替换联合仿真平台中逆变器 。 最终搭建的JMAG-MATLAB-PSPICE联合仿真平台如图15所示 。
本文图片
图15 JMAG-MATLAB-PSPICE联合仿真平台框图
联合仿真过程将分为空载和额定负载两部分 ， 在0.4 s加入额定负载 。
3.2 仿真结果
图16为联合仿真实验结果 ， 可以看到 ， 在采用了考虑开关管实际工作情况的PSPICE逆变电路后 ， HM1和切向混合HM2额定工况下电流峰值为240 A和246 A ， 均大于电机本体额定点仿真时的233.35 A 。 从转矩图中则可以看到 ， HM1的空载起动转矩比切向混合HM2大 ， 0.4 s加入额定负载后两台电机均可以平稳快速地到达预设定的额定点转矩 。 综上仿真数据可以得到新型永磁磁阻电机的可行性与有效性 。
本文图片
(a) 单一磁极HM1
本文图片
(b) 切向混合HM2
图16 原电机HM1和切向混合HM2联合仿真实验结果
同时 ， 图17比较了单一磁极HM1与切向混合HM2之间交直轴电感差之间的高低 。 可以发现 ， 切向混合HM2的交直轴电感差显著大于HM1 ， 验证了本文提出电机在凸极比上的优势 。 其中在0.4 s加入负载后 ， 受电机饱和程度的影响 ， 原电机与切向混合HM2电机的 Ld和 Lq均有减小 ，Lq的减小程度远大于 Ld的减小程度,( Lq- Ld)值降低 ， 其中原电机 Lq的减小程度最高 ， 导致原电机负载时 Ld和 Lq的差异更小 ， 凸极效应不强 。
本文图片
图17 HM1和HM2(Lq-Ld)比较图
图18为联合仿真下HM1和HM2电机总铁耗变化曲线 。 同时进一步对两台电机联合仿真空负载时的各类损耗进行整理 ， 如表2所示 。 相比于有限元仿真得到的铁耗 ， 联合仿真进一步考虑了逆变器供电下时间谐波的影响 ， 故所得出铁耗有一定程度增大 。
本文图片
(a) 单一磁极HM1
本文图片
(b) 切向混合HM2
图18 原电机HM1和切向混合HM2联合仿真铁耗比较
表2 HM1和HM2联合仿真铁耗平均值
本文图片
从表2中得出,最显著的特点是 ， 无论空载还是负载 ， 涡流损耗在总铁耗中均起主导作用 ， 占比均在 75%以上 。 负载涡流损耗的占比普遍大于空载涡流损耗的占比 ， 这是因为电机负载运行时内部磁场畸变程度更为严重 ， 在铁心中感应出的谐波涡流含量更多 ， 从而导致涡流损耗的增加 。 同时与原电机HM1相比 ， 切向混合HM2 电机的空载铁耗下降了31.9% ， 负载铁耗的差异并不大 。
图19为单一磁极HM1和切向混合HM2在电流负载变化时的效率曲线 。 可以发现 ， 在负载电流较小时 ， 切向混合HM2的效率略高于单一磁极HM1；随着电流负载的增加 ， 单一磁极HM1在30%额定电流的开始略高于切向混合HM2 ， 但差距不显著 ， 切向混合HM2在电流负载变化时和原单一磁极HM1一样均可保持较高的效率水平 。
推荐阅读
- 南京■南京长途汽车东站12月28日起恢复发车
- 子良说汽车|崔克“唯一”的车型？TREK Domane进化史
- 汽车|马自达全新CX-5曝光！搭直列六缸引擎/后驱平台
- 汽车|8款新车12月份上市，开回家过年很有面子
- 汽车|9万不到的SUV 居然有197马力 而且还有大空间7座！
- 汽车|续航里程410km 华晨新日新能源汽车首车下线
- 汽车|评测 | 懂你所想，予你所需！依维柯欧胜2021款这个“搭档”可还行？
- 汽车知识|凯美瑞2.0L落地近22万，动力差，优惠少，但就是销量高！
- 汽车市场|品牌与性价比亦可兼得 实拍奥迪Q2L
- 汽车知识|保时捷灯玛莎脸，配上三菱动力，你会买吗