SRM磁场建模与分析
更新日期:2020-10-26     来源:电测与仪表   作者:张巍  浏览次数:224
核心提示:纯电动汽车区别传统燃油汽车,给汽车设计带来新的血液,越来越受到各方面的关注。而更高的可靠性和能量转换效率越来越受到欢迎[1]。有效地将电池动力

      纯电动汽车区别传统燃油汽车,给汽车设计带来新的血液,越来越受到各方面的关注。而更高的可靠性和能量转换效率越来越受到欢迎[1]。有效地将电池动力转换为机械能以提高行驶里程的任务在电动汽车的发展中起着重要作用。开关磁阻起动范围广,起动制动四象限运行频繁过渡的情况下具有良好的起动性能,具有良好的容错能力并具有很高的可靠性[2]。为了提高电动汽车和SRM的工作效率并延长其使用寿命并且提高电动汽车运行的可靠性,对电机损耗及温度场的研究是有必要的[3]。
SRM中铁损计算的最大困难是铁芯内部磁场的复杂性和可变性[4]。开关磁阻电机磁场不是正弦波,而是高度非线性的,没有简单的解析表达式。铁芯的磁化也不是正弦交变的。因此传统的电机铁心求解无法适应开关磁阻电机的铁心损耗[5]。
铁心不同部位的磁通密度的幅值与频率不同,使得很难准确计算出SRM整体的铁损。SRM铁损计算的主要任务是研究磁场,主要通过两种方法进行分析,即磁路法与有限元法。磁路法主要针对SRM铁芯不同部位的平均磁通密度波形的变化。通过将非正弦波转换成几个正弦波可以计算出铁损。有限元软件的出现极大地提高了磁场分析的准确性。借助于有限元软件和计算机强大的计算能力,可以获得SRM铁芯的局部磁通密度变化波形[6-7]。采用谐波分析法计算铁损,可以提高计算的准确性。本文以三相12/8结构的SRM为例,研究了SRM铁损的计算方法。建立基于SRM铁损的磁-热单向耦合热仿真模型,分析计算SRM的温升具体情况。
1  SRM磁场建模与分析
铁磁材料的铁损由磁滞损耗和涡流损耗组成,传统的以正弦波为基础求解的电机铁心损耗经验公式