[发明专利]一种永磁同步电机高效率区域调节方法

说明书

本发明公开了一种永磁同步电机高效率区域调节方法，具体包括：揭示高效率点与周围点的内在关系，探明高效率点向不同方向运动时电机内铜耗、铁耗以及永磁体涡流损耗的最优配比，进而总结出调节高效率区域的方法。该方法适用于任何形式的永磁电机，可根据设计需求将高效率区域调节至不同运行工况下电机工作点密集区域，有效的将高效率区域与电动汽车运行工况相结合，减少了能源消耗，提升电动汽车续航里程。

技术领域

本发明涉及到永磁同步电机的设计，特别是永磁同步电机高效率区域的调节方法，属于电机制造的技术领域。

背景技术

现如今永磁电机已经得到了广泛的应用，从电动汽车到船舶推进的众多领域，永磁电机都扮演着十分重要的角色。这主要得益于永磁电机的几个显著优点，包括高转矩密度、高功率密度以及重量体积小等。永磁电机采用了高磁能积的永磁性材料替代了传统的励磁绕组，不仅消除了励磁绕组带来的负面影响，而且简化了电机的机械结构，使电机运行可靠性提高，机械损耗也相应的减小。

虽然永磁电机拥有一系列的优点，但应用于电动汽车驱动系统等仍然存在许多不足。电动汽车的运行工况与永磁电机高效率区域的不一致造成能源的浪费、效率的降低。将永磁电机的高效率区域调节至电动汽车给定运行工况所对应的区域，使得电动汽车运行在高效率区域，从而节约能源。因此，研究调节永磁同步电机高效率区域的方法是非常具有价值的。

目前，对于高效率区域的调节，国内外都有比较深入的研究，如优化永磁体形状、优化轴向长度与绕组匝数的配比等方法。这些方法普遍的一个不足，就是都是通过降低损耗来扩大电机的高效率区域，实现高效率区域的略微调节，也就是并未实现高效率区域的大幅度调节、并未揭示高效率区域的调节方法。所以，如何大幅度调节高效率区域以及揭示调节的方法，是需要重点研究的方向。

发明内容

本发明的目的是，揭示了一种调节高效率区域的方法。在准确分析高效率区域调节方法的基础上，合理使用优化损耗的方法对铜耗、铁耗、永磁体涡流损耗进行匹配，将高效率区域调节移动至电动汽车给定运行工况所对应的区域，从而提高效率、节约能源。

本发明采用的技术方案是：调节永磁同步电机高效率区域的方法，包括以下步骤：

步骤1，对目标电机的恒转矩区进行分析，在恒转矩区选取最高效率点“1”，根据恒转矩区点与点之间的关系，在该点上、下、右、左四个方向各选取一个点“2”、“3”、“4”、“5”；

步骤2，分析恒转矩区最高效率点“1”与上方点“2”的转速、电流的关系(n₂＝n₁，I₂＝k₂I₁)，得到两点之间的铜耗联系进而推导出点“1”效率大于点“2”所要满足的条件(k₂P_copp1≥P_iron1+P_PM1)；

步骤3，分析恒转矩区最高效率点“1”与下方点“3”的转速、电流的关系(n₃＝n₁，I₃＝k₃I₁)，得到两点之间的铜耗联系进而推导出点“1”效率大于点“3”所要满足的条件(k₃P_copp1＜P_iron1+P_PM1)；