Under de senaste åren har användningen av permanentmagnet (PM) synkronmotorer i elektriska fordon ökat snabbt. Detta beror främst på att PMSM kan uppnå högre hastigheter än konventionella AC-induktionsmotorer. Emellertid ställer höghastighetsdriften av PMSM:er fler utmaningar i elektromagnetisk design, termisk hantering och mekanisk struktur. För att förbättra effektiviteten och effekttätheten hos PMSM har ett antal tekniker utvecklats. Dessa inkluderar optimering av järnkärnans förlust, förbättring av den magnetiska induktionsintensiteten och harmoniska komponenter i olika positioner i järnkärnan, reducering av kopparförbrukningen genom att använda den toroidformade lindningsstrukturen och minimera antalet varv på ändlindningen.
Den viktigaste utmaningen i utvecklingen av höghastighets-PMSM är att minska förlusten av rotorjärnkärna. För detta ändamål har olika åtgärder som justering av statorslitsens öppningsbredd, optimering av pol-slitspassningen, användning av ett lutande spår och en magnetisk spårkil föreslagits [1]. Dessa metoder kan dock bara försvaga virvelströmsförlusterna i rotorn men kan inte helt reducera dem. Dessutom kräver de komplexa och dyra styrsystem.
En annan viktig fråga är att förbättra stabiliteten hos PMSM vid höga hastigheter. För detta ändamål är användningen av beröringsfria lager en effektiv lösning. Bland dessa är luftlager och magnetiska levitationslager de mest lovande. I jämförelse med kullager kan dessa beröringsfria lager stödja rotorn med en mycket lägre massa och kan arbeta under högre hastigheter. Ändå är deras kostnader fortfarande oöverkomliga.
För att ytterligare minska rotorjärnförlusten hos PMSM är det nödvändigt att optimera installationsparametrarna för permanentmagneterna. Detta kan uppnås genom att tillämpa en ny metod för att analysera och optimera virvelströmsfördelningen av magnetkretsarna. Denna metod använder en kombination av den finita elementmodellen och en förenklad fysisk modell. Den resulterande modellen är lämplig för att beräkna temperaturfältet för en dubbelskiktig V-typ HSPMM under en mängd olika förhållanden.
Till skillnad från tidigare forskning, som fokuserar på att ändra rotor- och statorstrukturen eller kylläget för att sänka driftstemperaturen för HSPMM, kräver denna metod inga strukturella förändringar. Den fokuserar också på att minska förlusten av koppar och järn genom att modifiera installationsparametrarna för permanentmagneterna. Dessutom har resultaten av denna metod verifierats genom att jämföra de elektromagnetiska modellerna av HSPMM med de för ETCM. Som visas i fig. 7 är konvergensnoggrannheten mellan FEA och MEC över 0,95, vilket innebär att denna metod kan spara många gånger i den elektromagnetiska beräkningsprocessen för HSPMM. Dessutom har den konvergerade noggrannheten också verifierats med de experimentella resultaten av en testmodell. Dessa resultat indikerar att ETCM-metoden och temperaturfältsoptimeringsmetoden som föreslagits i detta dokument är tillförlitliga och effektiva.
Neodymium Järn Bor Magnet Tillverkare
