【正文】 首先，我要在此感謝指導(dǎo)老師郭偉，他為我提供了無私的關(guān)懷和幫助，在百忙之中抽出時(shí)間對(duì)我的課題設(shè)計(jì)進(jìn)行了細(xì)致的指導(dǎo)，對(duì)我的疑問進(jìn)行了耐心的解答，使我能夠順利地完成整個(gè)設(shè)計(jì)。return(Ht1[i]+(Ht1[j]Ht1[i])*(Bx)/(yx))。以查轉(zhuǎn)子鐵心的磁化曲線為例，在編程中的實(shí)現(xiàn)方法如下：func7(float B) 子函數(shù)定義{float Ht1[150]={,,,,,,,,,,,100,105,110,116,122,128,134,141,148,155,162,170},x,y,a,fun,m。優(yōu)化代碼和優(yōu)化速度實(shí)際上是一個(gè)矛盾的統(tǒng)一，一般是優(yōu)化了代碼的大小，就會(huì)帶來執(zhí)行時(shí)間的增加，如果優(yōu)化了程序的執(zhí)行速度，通常會(huì)帶來代碼增加的副作用，很難魚與熊掌兼得，只能在設(shè)計(jì)時(shí)掌握一個(gè)平衡點(diǎn)。所以，每槽導(dǎo)體數(shù)并非越小越好。本設(shè)計(jì)中，分別取值=7加以比較。異步起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)可采用與普通感應(yīng)電動(dòng)機(jī)相似的轉(zhuǎn)子槽形,下圖列出了本設(shè)計(jì)中采用的兩種轉(zhuǎn)子槽形： （a）平底槽 （b）梨形槽圖41兩種轉(zhuǎn)子槽形設(shè)計(jì)理論上異步起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)可采用任意一種感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子槽形，但當(dāng)選用內(nèi)置徑向式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)且轉(zhuǎn)子槽形尺寸較小時(shí)，通常采用平底槽，以保證合適的隔磁磁橋，以避免過大的漏磁系數(shù)。3．8起動(dòng)電流過大的原因分析通過對(duì)起動(dòng)電流的計(jì)算我們發(fā)現(xiàn)，在啟動(dòng)過程中，最初的電流通常會(huì)超過額定電流很多，所得起動(dòng)電流倍數(shù)為。} else continue。本設(shè)計(jì)中所得曲線如圖圖310曲線圖在程序中所用到的語句如下：printf(請(qǐng)輸入交軸電流預(yù)估值I_q:(\\))。 /*將求得bm0回代到計(jì)算過程*/continue。9）漏磁導(dǎo)標(biāo)么值 （346）10）永磁體工作點(diǎn) （347）11）比較并確定誤差，當(dāng)計(jì)算值與假設(shè)值之間誤差超過1%，則應(yīng)回到步驟1）重新設(shè)定，重復(fù)上述計(jì)算步驟。圖38退磁曲線及永磁體工作點(diǎn)示意圖電機(jī)空載時(shí)，電樞磁動(dòng)勢(shì)的標(biāo)么值=0，有 （335）式中 —空載時(shí)用瓷體向外磁路提供的總磁通的標(biāo)么值； —空載時(shí)永磁體向外磁路提供的磁動(dòng)勢(shì)的標(biāo)么值。 3）對(duì)迭代過程進(jìn)行控制。“二分法”和“牛頓迭代法”屬于近似迭代法。經(jīng)過一些列推導(dǎo)，可得內(nèi)置徑向式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)永磁體尺寸的預(yù)估公式為 （334）式中 —電動(dòng)機(jī)的飽和系數(shù)，； —與轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)有關(guān)的系數(shù)。2）不能過薄。根據(jù)預(yù)估的電磁負(fù)荷，由電動(dòng)機(jī)的功率和轉(zhuǎn)速可選定電動(dòng)機(jī)的，然后憑經(jīng)驗(yàn)選取一定的主要尺寸比，得出電動(dòng)機(jī)的主要尺寸。異步起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)一般應(yīng)用于要求高效的場(chǎng)合，因而對(duì)電動(dòng)機(jī)的要求主要是效率高、功率因數(shù)高、起動(dòng)品質(zhì)因數(shù)（）高和單位功率的永磁體用量省等?？梢姡谟?jì)算永磁同步電動(dòng)機(jī)的交、直軸電抗時(shí)，可不考慮的非線性，但必須考慮交軸磁路的飽和對(duì)的影響。永磁體磁動(dòng)勢(shì)源的計(jì)算磁動(dòng)勢(shì) （327）永磁體虛擬內(nèi)稟磁通 （328） 式中 ，—在工作溫度下永磁材料的計(jì)算剩磁密度和計(jì)算矯頑力。圖中永磁同步電動(dòng)機(jī)的空載氣隙磁密波形基本上為一平頂波，與感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的氣隙磁密波形相差較大，而與直流電機(jī)的空載氣隙磁密波形相似。由不難求出定子齒、軛部磁密，進(jìn)而求出電動(dòng)機(jī)的鐵耗。電動(dòng)機(jī)的工作曲線圖是電動(dòng)機(jī)的工作性能重要體現(xiàn)。圖33（a）為計(jì)算所得的“（電磁轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩）—轉(zhuǎn)矩角”曲線，圖中曲線1為式（16）第一項(xiàng)，即永磁氣隙磁場(chǎng)與定子電樞反應(yīng)磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生的基本電磁轉(zhuǎn)矩，又稱永磁轉(zhuǎn)矩；曲線2為式（16）中第二項(xiàng)，既由于電動(dòng)機(jī)d、q軸磁路不對(duì)稱而產(chǎn)生的磁阻轉(zhuǎn)矩；曲線3為曲線1與曲線2的合成。圖32永磁電機(jī)的幾種典型向量圖其中為氣隙和成基波磁場(chǎng)所產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)；為氣隙和成基波磁場(chǎng)直軸分量所產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)，稱為直軸內(nèi)電動(dòng)勢(shì)；為超前的角度，即功率角，也成為轉(zhuǎn)矩角，這一角度與輸入功率、輸出功率密切相關(guān)；為電壓超前定子相電流的角度，即功率因數(shù)角[9]。外國產(chǎn)品幾乎占據(jù)了國內(nèi)所有市場(chǎng)，功率一般為20W～15KW。傳統(tǒng)電機(jī)的齒槽結(jié)構(gòu)，約束著磁負(fù)荷和電負(fù)荷的關(guān)系，過高的磁負(fù)荷將減小放置繞組的空間，成為實(shí)現(xiàn)高功率密度的瓶頸。 　　(4) 能滿足多極高功率因數(shù)的需求 　　近年來，永磁同步電動(dòng)機(jī)朝著多極化發(fā)展，多極電機(jī)可顯著減小定、轉(zhuǎn)子鐵心軛部高度，從而減小電機(jī)體積、減少鐵心用量。又由于它只能在頻率漸升情況下才能啟動(dòng)，所以也不適于快速啟動(dòng)。旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的角速度,其中為電動(dòng)機(jī)對(duì)數(shù)。一般來說，矩形波永磁同步電動(dòng)機(jī)通常采用整距繞組，正弦波永磁同步電動(dòng)機(jī)通常采用分布短距繞組。第2章 永磁同步電動(dòng)機(jī)概述永磁同步電機(jī)的運(yùn)行原理與電勵(lì)磁同步電機(jī)相同，但它以永磁體提供的磁通替代后者的勵(lì)磁繞組勵(lì)磁，使電機(jī)結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，降低了加工和裝配費(fèi)用，且無需勵(lì)磁電流，省去了勵(lì)磁損耗，提高了電動(dòng)機(jī)的效率和功率密度。②控制電動(dòng)機(jī)輸入功率以調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。但它有換向器，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格昂貴，維護(hù)困難，不適于惡劣環(huán)境。電動(dòng)機(jī)的使用和控制非常方便，具有自起動(dòng)、加速、制動(dòng)、反轉(zhuǎn)、掣住等能力，能滿足各種運(yùn)行要求；電動(dòng)機(jī)的工作效率較高，又沒有煙塵、氣味，不污染環(huán)境，噪聲也較小。由于各國、各地區(qū)的排放法規(guī)日益嚴(yán)格，目前已有很多國家實(shí)際使用了混合動(dòng)力汽車，各大汽車公司都生產(chǎn)和銷售這種車型。據(jù)說，戴姆勒—克萊斯勒、通用、福持、豐田、本田的電動(dòng)車路試工作已結(jié)束，2002年將投入商業(yè)化生產(chǎn)。功率為50kW，最高速度為150km/h；三菱公司功率為40kW的燃料電池汽車；福特、本田等公司也都展示了自己公司燃料電池汽車的成果。到了20世紀(jì)90年代，電動(dòng)汽車技術(shù)有了顯著的進(jìn)步。第1章 引 言汽車尾氣的排放對(duì)人類健康和人們生活構(gòu)成了嚴(yán)重威脅，再綜合能源問題的考慮，于是，具有零排放污染的電動(dòng)汽車重新被重視起來，各國都制定了相關(guān)的鼓勵(lì)政策。如燃料電池的比功率從1997年的0．16kW/kg，提高到2000年的0．47kw/kg，提高了近3倍。2000年10月，通用公司在北京展出了號(hào)稱“氫動(dòng)一號(hào)”的燃料電池汽車，應(yīng)用液態(tài)氫驅(qū)動(dòng)燃料電池組，總體積與一臺(tái)普通汽油機(jī)相當(dāng)，功率為80—120kW，整車質(zhì)量為1575kg，0—100km/h加速時(shí)間僅為12秒，這些指標(biāo)與相應(yīng)的汽油機(jī)汽車基本相當(dāng)。估計(jì)到2010年，世界燃料電池汽車的年產(chǎn)量可達(dá)100萬輛，占世界汽車總產(chǎn)量的1％左右?；旌蟿?dòng)力轎車中發(fā)動(dòng)機(jī)與電動(dòng)機(jī)的聯(lián)接基本上有兩種形式——并聯(lián)和混聯(lián)(串聯(lián)與并聯(lián)混合)。由于它的一系列優(yōu)點(diǎn)，所以在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、交通運(yùn)輸、國防、商業(yè)及家用電器、醫(yī)療電器設(shè)備等各方面廣泛應(yīng)用。20世紀(jì)70年代以后，隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，交流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速技術(shù)漸趨成熟，設(shè)備價(jià)格日益降低，已開始得到應(yīng)用。圖15電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制原理框圖圖15燃料電池工作原理示意圖電動(dòng)車不在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)燃燒汽油。因而它是近年來研究比較多并在各個(gè)領(lǐng)域中得到原來越廣泛應(yīng)用的一種電機(jī)。2．3永磁同步電動(dòng)機(jī)的工作原理永磁同步電動(dòng)機(jī)屬于異步啟動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)，其磁場(chǎng)系統(tǒng)由一個(gè)或多個(gè)永磁體組成，通常是在用鑄鋁或銅條焊接而成的籠型轉(zhuǎn)子的內(nèi)部，按所需的極數(shù)裝鑲有永磁體的磁極。這個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與已充磁的磁極作用，帶動(dòng)轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)同步旋轉(zhuǎn)并使定、轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)軸線對(duì)齊。2．4永磁同步電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)永磁同步電動(dòng)機(jī)應(yīng)用廣泛，具有以下特點(diǎn)：(1) 更高的綜合節(jié)能效果 　　永磁同步電動(dòng)機(jī)由永磁體激磁，無需勵(lì)磁電流，故可顯著提高功率因數(shù)（可達(dá)1甚至容性）；定子電流小，定子銅耗顯著減??；轉(zhuǎn)子無銅耗（三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子繞組損耗約占總損耗的20～30％），因而發(fā)熱低，可以取消風(fēng)扇或減小風(fēng)扇，從而無風(fēng)摩耗或減少風(fēng)摩耗，故永磁同步電動(dòng)機(jī)一般比同規(guī)格異步電動(dòng)機(jī)效率可提高2～8％，并且在很寬的負(fù)載變動(dòng)范圍內(nèi)始終保持高的效率和功率因數(shù)，尤其在輕載運(yùn)行時(shí)節(jié)能效果更顯著。多極電機(jī)還顯著減小了定子端部長度，減小定子銅耗、從而減少發(fā)熱、提高了效率。（TransverseFluxPMMachine－TFM）的設(shè)想，該設(shè)想一反傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，使電機(jī)的磁負(fù)荷和電負(fù)荷不再相互制約，特別適合高功率密度、大轉(zhuǎn)矩、低速和直接驅(qū)動(dòng)的場(chǎng)合。我國交流伺服電動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)器，尚處在發(fā)展初期。圖d中所示是直軸增，去磁臨界狀態(tài)（即與相同）下的相量圖，由此可列出如下電壓方程： （35）從而可以求得直軸增、去磁臨界狀態(tài)時(shí)的空載反電動(dòng)勢(shì) （36） 上式通常用來判斷所設(shè)計(jì)的電動(dòng)機(jī)是運(yùn)行于增磁狀態(tài)還是運(yùn)行于去磁狀態(tài)。由于永磁同步電動(dòng)機(jī)直軸同步電抗一般小于交軸同步電抗，磁阻轉(zhuǎn)矩為一負(fù)正弦函數(shù)，因而矩角特性曲線上最大之所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)矩角大于，這是永磁同步電動(dòng)機(jī)一個(gè)值得注意的特點(diǎn)。3．3．3損耗分析計(jì)算 永磁同步電動(dòng)機(jī)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)的損耗包括下列四項(xiàng)3．3．3．1定子繞組電阻損耗 常規(guī)計(jì)算公式： （317）3．3．3．2鐵心損耗 永磁同步電動(dòng)機(jī)的鐵耗不僅與電動(dòng)機(jī)所采用的硅鋼片材料有關(guān)，而且隨電動(dòng)機(jī)的工作溫度、負(fù)載大小的改變而變化。3．3．3．3機(jī)械損耗 永磁體同步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械損耗與其它電機(jī)一樣，可根據(jù)實(shí)測(cè)值或參考其它電機(jī)機(jī)械損耗的計(jì)算方法。磁路計(jì)算時(shí)，永磁