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【上海合愉】三相异步电动机设计

返回列表 来源:未知 发布日期:2020-06-17 09:53【

图一:上海合愉机电设备有限公司-J238-11263
铸铜转子和铸铝转子在电机低速恒转矩区域效率差别较大,该区域电机大转矩输出,需要较高的励磁电流,电机的损耗主要为铜耗,而铜材料电阻率远低于铝,所以铸铜转子在该区域平均效率要高出铸铝转子,从图1中可以看出,上海合愉机电公司低速区铜材料转子效率比铝材料转子的电机效率平均高出 10% ~15% 。高速区域两种电机效率差别不大,这是因为高速运行时电机转子励磁电流较小,转子铜耗不再是主要损耗,而是电机铁耗、摩擦损耗以及定子铜耗,随着转速升高,转子铜耗在总损耗中的占比越来越小。

根据电动汽车常用工况要求,希望电机在中速段具有高效率输出特性,但从图1看出,上海合愉机电设备有限公司电机高效率区集中分布在低速区,为了优化电机高效输出方案,降低高速时铁耗,需要对电机参数进行调整。在不
增加电机体积的条件下适当增加低速部分铜耗,即调整定子和转子槽截面面积,逐渐增加电机电负荷,降低电机的磁负荷。经过参数化仿真计算得到最优效率 map 的定转子槽型。

本文以小型电动汽车用驱动电机为研究对象,设计并制造了一台铸铜转子双三相异步电动机,通过仿真对比分析和实测得出以下结论:
1) 铜材料鼠笼转子较铝材料鼠笼转子电机效率最高可提升 15% ,低速运行工况电动机效率提升明显,转速升高后电机效率提升不明显。
2) 和焊铜工艺相比,铸铜鼠笼转子强度高、速度快,易于实现批量化生产。
3) 正常工作条件下,双三相定子绕组电动机输出特性和三相电动机一致。单定子绕组缺相运行时,双三相电动机可以通过切绕组使其中三相单独工作,从而提高电动机运行可靠性。
4) 电动机高效率分布区域须和电动汽车实际工况相结合,通过优化电动机的磁负荷或者电负荷来使电机的高效率区尽可能多地覆盖到实际工况,以此提高电驱系统的整体效率,达到延长电动汽车续航里程的目的。