永磁轮毂电机技术发展综述

电传动技术是车辆实现全电化的重要基础,电驱动系统是电动车辆的动力核心,而轮毂电驱系统是电驱动系统的终极驱动形式,轮毂电机的性能在轮毂电驱系统中具有决定性作用。首先,该文介绍了轮毂电驱系统的结构形式,对不同磁场类型的轮毂电机的优缺点进行了分析;其次,调研了目前市场主流轮毂电机产品的性能参数,为轮毂电机的研发提供参考目标;然后,针对轮毂电机高功率/转矩密度、宽转速运行范围、高运行效率和高可靠性等需求,分别调研了径向磁场、轴向磁场和横向磁场等不同类型的永磁轮毂电机的研究现状;最后,展望了不同磁场类型的永磁轮毂电机的发展方向。     

轮毂电机产业化难点简析

轮毂电机的显著优势及特点是将动力、传动和制动系统高度集成于轮毂内部,可使搭载车辆减省离合器、变速器、传动轴、差速器、分动器等驱动部件,从而降低质量、提高效率、简化底盘结构、提升车内可用空间。但轮毂电机的产业化之路,仍有诸多瓶颈尚需解决。结合轮毂电机相关技术、成本、制造、市场等难点简要分析,探讨了轮毂电机产业化发展思路。     

国内外轮毂电机应用概况和发展趋势

首先介绍了轮毂电机相对于燃油汽车和单电机集中驱动系统的优势,然后介绍了轮毂电机的不同驱动方式和国内外应用概况,比较了各种电动机的基本性能,最后提出了轮毂电机的技术发展趋势。     

轮毂电机发展思考

轮毂电机驱动系统是电动车辆的先进驱动方式,高品质轮毂电机及其驱动控制系统是国内外电气工程领域的重要研究方向。在分析轮毂电机驱动特点基础上,探讨轮毅电机的基本设计原则,并思考轮毂电机发展的关键技术问题。     

电动汽车轮毂电机技术的发展现状与发展趋势

轮毂电机具有结构紧凑、传动效率高、控制和转向灵活等优点。由轮毂电机驱动的电动汽车是新能源汽车重要的发展方向。通过各种电机的对比,认为永磁同步电机效率高、功率密度高、可靠性好,是轮毂驱动电机一个较好的选择。总结了电动汽车轮毂电机国内外的应用概况,介绍了轮毂电机电磁设计优化、控制策略及散热方式和结构方面进行的研究和工作,最后探讨了我国电动汽车轮毂电机研究中存在的问题,展望了轮毂电机未来的发展方向。     

一种新型电动助力自行车轮毂驱动系统设计与实现

增强电动助力自行车人机交互作用和提升骑行舒适程度是电动助力自行车设计与开发的关键问题。首先建立了助力自行车骑行动力学模型,分析平地和坡度路况下自行车骑行驱动力,提出轮毂电机驱动系统技术要求。然后,阐述轮毂电机结构和电磁设计,重点分析了磁路特性;结合基于陀螺仪搭配踏频、车速传感器的控制策略,设计轮毂电机驱动系统控制器,并进行驱动系统测试验证。验证结果表明:研制的电动助力自行车的轮毂电机驱动系统满足设计要求,较好实现自行车骑行的人机交互,舒适程度理想。     

电动车用轮毂电机研究现状与发展趋势

介绍了轮毂电机相对于燃油汽车和单电机集中驱动系统的优势,比较了各种电动汽车用电机的基本性能。阐述了轮毂电机的不同驱动方式及其国内外研究与应用现状。无位置传感器控制技术、转矩脉动的抑制、弱磁扩速、电机本体的设计及永磁材料等将是今后轮毂电机的研究热点。     

开关磁阻轮毂电机非线性建模及驱动控制仿真

针对开关磁阻轮毂电机气隙偏心产生的不平衡径向力对车辆平顺性造成的不利影响,提出一种基于电流斩波的脉冲调制控制（PWM）的方法抑制开关磁阻轮毂电机不平衡径向力,从根本上改善车辆平顺性。首先通过Ansoft Maxwell 对一台8/6极四相开关磁阻电机进行有限元分析,在获取电机特殊位置电感数据的基础上,采用傅里叶级数拟合的方法建立开关磁阻电机非线性模型,并与有限元分析结果做对比验证了该模型的准确性。在此基础上建立开关磁阻轮毂电机驱动模型和轮毂电机驱动电动汽车机电耦合一体化模型,将所提出基于电流斩波的PWM控制方法与传统电流斩波控制方法对车辆平顺性影响做对比,仿真结果显示基于电流斩波的PWM控制方法能有效降低开关磁阻轮毂电机不平衡径向力的大小,在提高电机输出转矩的同时改善轮毂电机驱动电动汽车平顺性。     

电动车用轮毂电机研究现状与发展趋势

介绍了轮毂电机相对于燃油汽车和单电机集中驱动系统的优势，比较了各种电动汽车用电机的基本性能。阐述了轮毂电机的不同驱动方式及其国内外研究与应用现状。无位置传感器控制技术、转矩脉动的抑制、弱磁扩速、电机本体的设计及永磁材料等将是今后轮毂电机的研究热点。     

基于轮毂电机的电动汽车再生制动研究

基于轮毂电机驱动的电动汽车的结构特点以及轮毂电机低转速、高转矩的特点,提出了轮毂电机再生制动方法。为了恢复最大制动能量,在中等强度制动条件下通过轮内电机输出车辆减速的所有制动转矩。由AMESim软件建立液压制动系统和轮毂电机驱动系统的车辆动力学模型。通过NEDC循环和FTP75循环对车辆驾驶条件进行了仿真。仿真结果表明:采用轮内电机制动方式,制动能量回收率显著提高,电动车的能源效率提高30%以上。     

基于Maxwell的电动汽车轮毂电机电磁损耗特性分析

电动汽车轮毂电机经常要在复杂的运行工况和恶劣环境下运行,导致轮毂电机电流和内部电磁损耗不断发生变化,对电机温升分析和可靠运行产生严重影响。以1台4 kW轮毂电机为例,利用Maxwell电磁有限元分析软件,建立轮毂电机的电磁有限元模型并对电磁场进行计算。通过选取加速和过载中常见的8种工况进行计算,分析了轮毂电机各部件的电磁损耗分布状态和数值变化规律。由分析结果可知,定子铁耗随转速的上升而增加,随过载倍数增加的变化不大;转子产生的铁心损耗可以忽略不计;永磁体涡流损耗同时随着加速和过载的增加而增加,但加速工况产生的影响更强;绕组铜耗主要受过载倍数变化的影响,占总损耗的比重最大,是主要热源。研究结果为轮毂电机温度场的分析和冷却结构的设计提供重要的参考依据。     

超声波电动机驱动控制综述

超声波电动机的发展和应用离不开超声波电动机的驱动控制技术,并且在很大的程度上驱动器的性能决定了超声波电动机的性能。比较全面地阐述了驱动控制的各个组成部分和技术要点,介绍了超声驱动控制技术中升压电路和匹配电路,最后对未来超声波电动机驱动控制技术的发展做了一定的展望。     

一种大转矩外转子永磁轮毂电机驱动特性分析

提出一种大转矩外转子永磁轮毂电机,可用于纯电动机场摆渡车、机场大巴车、公交大巴车等。合理设计电机外转子的永磁磁极倾斜角,使电机相反电动势为只含有3次谐波的梯形波,线反电动势为正弦波,同时不降低电机的输出转矩。分析比较了采用不同矫顽力的磁钢对相反电动势的影响,兼顾转矩输出能力和电机调速范围后,选择了拥有合理矫顽力的永久磁钢。同时,搭建了基于Simplorer-Maxwell软件的场路联合仿真平台,比较、分析了基于正弦波磁场定向控制策略和基于方波控制策略的电机驱动特性。虽然两种方法都能实现转矩控制,但磁场定向控制策略的转矩波动更小。     

大力矩、低脉动交流永磁力矩电机设计

为满足超精加工等领域对高精度驱动控制系统的需要,交流永磁力矩电机正逐渐向大力矩、低脉动方向发展,但国内相关领域的研究相比于国外仍有很大的差距。根据实际需要,分析研究了大力矩、低脉动交流永磁力矩电机的结构,并根据技术要求对电机加以设计。最后利用有限元分析方法对提出的交流永磁力矩电动机进行分析,用以验证所设计的电机在过载能力、定位力矩及波动力矩的抑制等方面的性能。仿真分析结果显示所设计的电机具有优良性能。     

新能源汽车电驱和电机测试台架系统设计与应用

针对新能源汽车车用驱动器及动力电机系统测试的要求,首先对车用永磁同步电机动态特性进行分析,并根据电机驱动器、电机的特点和测试要求进行台架测试系统设计,最后搭建一套完整的台架测试系统进行驱动器和电机的测试与完善。试验结果表明,所设计开发的台架测试系统平台能够稳定可靠运行,满足驱动器厂和电机厂的性能、可靠性和极限的测试需求,具有很强的实用性,对车用动力系统开发具有一定的参考价值。     

一种双串励直流电机操动装置的研究

为研制具有自主知识产权的特大容量发电机断路器的隔离开关分合操动装置,研发了一种双串励直流电机驱动的大功率传动装置,该装置具备大扭矩输出且能够短时分合的操作能力。经试验研究结果表明,利用串励直流电机的软特性,采用双串励直流电机驱动、双蜗轮蜗杆传动、单轴输出的传动方式可以满足特大容量发电机断路器的隔离开关分合操动装置的技术要求。在保证操动装置串励直流电机输出转矩不变的情况下,通过降低串励直流电机转速可以消除因隔离开关分闸速度过快所引起的反弹现象。在控制回路中加入延时继电器,可以消除电磁离合器得电打滑的现象。     

铸铜转子超高效率三相异步电动机技术性能分析

铸铜转子超高效率三相异步电动机在保证效率达到IE3超高效率技术水平的同时,还要保证其他技术指标符合常规三相异步电动机的要求。通过对铜转子电机的技术指标进行分析,结合典型样机的试验数据进行验证,确定了符合铜转子超高效率三相异步电动机特性的合理的技术指标,编制了相关产品标准。     

笼型异步电动机应用于高速线材加工

由于现代交流控制技术的发展．使低投入、少维护、机械特性硬的交流异步电动机较同步电动机更适合于高速线材工程中精轧机、减定径机的传动。