基于AnsoftMaxwell2D的复合转子永磁无刷直

基于AnsoftMaxwell2D的复合转子永磁无刷直基于 Ansoft Maxwell 2D 的复合转子永磁无刷直 流电机弱磁研究
浙江大学电气工程学院 严岚 贺宜康

摘要 由永磁段和磁阻段构成的复合转子是永磁同步电机实现弱磁的有效结构， 而复合转子结构能 否用于永磁无刷直流电机（BLDCM）中以增加其恒功率运行区域呢？为求解复合转子结构 BLDCM 的复杂磁场，分析转子加入磁阻段对弱磁性能的影响，需要引入一种有效的针对 BLDCM 的弱磁控制 模型。本文利用 Ansoft 2d Maxwell SV 机电设计专用软件, 通过建立场路结合的状态空间模型将磁场 与电路拓扑相结合，准确模拟了最小分析区间中转子每个位置磁状态；以磁链空间位置函数的差分替 代磁链对位置的偏微分， 采用准静态场有限元分析解决 BLDCM 运行中磁场随空间位置变化的复杂性 以及高速时无功电流增加带来磁路饱和的非线性， 为准确预测复合转子 BLDCM 的弱磁性能提供了有 效的处理手法。样机试验与仿真结果的吻合表明了这种方法的准确性。在此基础上，分析了复合转子 结构 BLDCM 相对于传统永磁体面贴式结构 BLDCM 在扩大恒功率速度范围以及对转矩脉动的影响上 作了比较。表明复合转子结构 BLDCM 可有效地适用于车辆驱动系统。 关键词：复合转子，永磁无刷直流电机,弱磁，恒功率速度范围，场路结合 而永磁电机越来越多的被应用于工业、 民用、 航 1．永磁电机在车辆驱动系统中应 空航天、军工等领域。 但是由于汽车驱动负载为恒功率负载， 随着 转速的上升， 负载转矩减小。 而永磁电机为永磁 用的现状 体激磁， 一旦永磁体冲磁完成之后， 励磁就不可 调节。 在额定速度附近， 电机反电势已与端电压 随着汽车工业的发展， 污染严重， 能源紧张 接近， 随着转速进一步提高， 反电势也进一步提 等矛盾的日益尖锐， 电动汽车及其驱动系统成为 高， 甚而超过端电压， 造成电流