分布式驱动用永磁同步电机电磁转矩的解析计算

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第３２卷第６期
ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＶＩＢＲＡＴＩＯＮＡＮＤＳＨＯＣＫ
分布式驱动用永磁同步电机电磁转矩的解析计算
马琮淦，左曙光，何吕昌，孙庆，孟
２０１８０４）
姝
（同济大学新能源汽车工程中心，上海
ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｄｉｖｒｅｗａｓｅｘｐｌａｉｎｅｄｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｌｙ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｓｐｅｃｔｒｕｍａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｏｒｄｅｒａｎａｌｙｓｉｓ，ｉｔｐｒｏｖｅｓｔｈａｔｔｈｅｔｏｒｑｕｅｉｐｒｐｌｅｆｒｅｑｕｅｎｃｙｔｅｎｄｓｔｏｂｅｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌｔｏｔｈｅｎｕｍｂｅｒｏｆｐｏｌｅｐａｉｒｓａｎｄｔｈｅｒｏｔａｔｉｎｇｓｐｅｅｄ．Ｔｈｅａｎａｌｙｔｉｃｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｗａｓｔｅｓｔｅｄａｎｄｖｅｒｉｉｆｅｄｂｙｍｅａｎｓｏｆｔｈｅｉｎｆｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄ．
摘要：针对分布式驱动电动汽车车身阶次振动和车内噪声的主要振源一外转子表贴式永磁同步电机６阶
（ｋ ∈Ｎ）转矩波动，提出了一种分布式驱动用永磁同步电机电磁转矩的解析计算方法。基于永磁同步电机磁场畸变，对永
磁磁极在均匀气隙中的径向分量进行了傅里叶级数分解，通过磁链、电压的计算，最终得到电磁转矩的解析解，为永磁同步电机的阶次振动与振源识别提供了理论基础。当不考虑电流谐波的影响时，对电磁转矩做了阶次分析，论证了由永磁体磁场谐波引起的电磁转矩波动频率是电源频率的６倍频。最后，通过有限元计算验证了该解析计算结果。关键词：分布式驱动；永磁同步电机；电磁转矩；解析计算；阶次分析中图分类号：Ｕ４６１．４；ＴＢ５３３文献标识码：Ａ
ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｏｆｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｔｏｒｑｕｅｗａｓｉｆｎａｌｌｙｏｂｔａｉｎｅｄ．Ｔｈｅ６ｋｏｒｄｅｒ（ ∈Ｎ）ｖｉｂｒａｔｉｏｎｃｏｍｐｏｎｅｎｔｏｆＰＭＳＭｉｎ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｒｅｇａｒｄｔｏｔｈｅ６ｋｏｒｄｅｒｔｏｒｑｕｅｉｐｐｒｌｅｏｆＰＭＳＭｗｈｉｃｈｃａｕｓｅｓｔｈｅｂｏｄｙｓｔｒｕｃｔｕｒｅｖｉｂｒａｔｉｏｎａｎｄｎｏｉｓｅｉｎｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｄｒｉｖｅｅｌｅｃｔｒｉｃｖｅｈｉｃｌｅ，ａｎｅｗｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｆｏｒｔｈｅｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｔｏｒｑｕｅｏｆＰＭＳＭｉｎｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｄｒｉｖｅｗａｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．ＡｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎｏｆｉｅｆｌｄｉｎＰＭＳＭ，ｔｈｅｒａｄｉａｌｌｕｆｘｄｅｎｓｉｔｙ百度文库ｆｐｅｒｍａｎｅｎｔｍａｇｎｅｔｉｎｕｎｉｏｒｆｍａｉｒｇａｐｗａｓｅｘｐａｎｄｅｄｔｏＦｏｕｒｉｅｒｓｅｉｅｒｓ．Ｂｙｍｅａｎｓｏｆｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｏｆｍａｇｎｅｔｉｃｆｌｕｘｌｉｎｋａｇｅａｎｄｖｏｌｔａｇｅｓ，ａｎａｎａｌｙｔｉｃ
ＭＡＣｏｎｇ — Ｃａｎ，ＺＵＯＳｈｕ — Ｇｕａｎｇ，ＨＥＬａ — Ｃｈａｎｇ，ＳＵＮＱｉｎｇ，ＭＥＮＧＳｈｕ
（ＣｌｅａｎＥｎｅｒｇｙＡｕｔｏｍｏｔｉｖｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｅｎｔｅｒ，ＴｏｎｇｊｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０１８０４，Ｃｈｉｎａ）
Ａｎａｌｙｔｉｃａｌｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｏｆｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｔｏｒｑｕｅｉｎｐｅｒｍａｎｅｎｔｍａｇｎｅｔｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓｍａｃｈｉｎｅｉｎｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｄｒｉｖｅ