混合动力电动汽车具有污染小、能源来源多样化、能量效率高的优点,又便于实现智能化管理,可以解决燃油汽车带来的能源、环境等一系列问题,因此混合动力电动汽车已成为世界各国的研究热点。电机及其控制器作为混合动力汽车中的主要部件,在混合动力汽车中起着至关重要的作用,对它们进行研究具有重要的理论意义和现实意义。永磁无刷直流电机具有高效、高功率密度以及良好的调速性能,正逐渐成为电动汽车传动中所使用的首选电机之一。本文以混合动力电动汽车中使用的永磁无刷直流电机作为研究对象,进行较为系统的理论分析和仿真研究。 本文在介绍永磁无刷直流电机系统基本结构的基础上,详细阐述了永磁无刷直流电机的运行规律,推导了永磁无刷直流电机电动、发电两个不同状态下的电路方程,建立了永磁无刷直流电机的数学模型。重点推导出电动状态下的转矩方程和整流发电时的输出电压、换相重叠角的计算公式。 论文中利用有限元分析软件ANSYS,分别对一台12极和一台8极无刷直流电机建立二维有限元计算模型,进行电磁场分析。将有限元方法引入到了对电机性能影响较大的重要系数(空载漏磁系数、计算极弧系数、气隙系数和电枢计算长度等)及电感和反电势的计算中,对两种结构电机的性能进行了比较。实验结果证实了理论分析的正确性。 论文利用MATLAB软件中的PSB建模方法建立永磁无刷直流电机系统电动、发电两种状态的仿真模型,进行仿真,分别得出电动运行下相绕组电流、电磁转矩波形和发电运行下的电压、电流波形,为系统优化奠定理论基础。