用于混合动力汽车上的四象限传感器的磁耦合分析.doc

用于混合动力汽车上的四象限传感器的磁耦合分析摘要:在混合动力电动汽车的概念里, 四象限传感器是两个同步永磁铁的结构的整合,它包括三个部分:定子、外转子和内转子。外转子是双径向磁通电机的普通的一部分,两个机械的磁路是耦合的。在机器设计期间,当考虑到磁耦合时,一个新的方法是解决永磁铁的操作点,让 60KW 的四象限传感器被设计出来。我们用分析法和有限元法来讨论磁通分布和电磁转矩磁耦合的影响,结果是耦合是容易被执行的。我们也讨论外转子的两个永磁体的磁化方向的选择,实事证明,磁化方向一致是较好的。关键词: 四象限传感器,机械设计,磁耦合,磁化方向,永磁同步电机一、介绍四象限传感器的结构如[1]-[6] 所示。四象限传感器系统的主要目的是允许内燃机在发动条件下有最适宜的效果,并且减少燃料消耗和排放。四象限传感器是系统的主要部分,嵌在内燃机和末端传动齿轮之间,包含三部分:三相绕组的定子、两种永磁铁在它外部和内部的外转子、三相绕组的内转子,如图 1所示。定子和外转子作为一体,称为定子电机( SM ),外转子和内转子作为一体称为双转子机( DRM )。外转子是定子电机和双转子机的结构和磁性的公共部分,因此, 定子电机和双转子机的磁场在外转子里是耦合的,这一点应该被包括在机器设计与性能分析中。图1双径向磁通四象限传感器的截面图二、磁场分析和机械设计的方法在外转子部分,内部和外部的永磁体的磁化方向可能是一致的或反向的。如果是一致的,则主要的磁通在定子机磁路。双转子机磁电路和外部转子可以通过式(1)-(5) 得出,基于图 2(a) 简单的空载等磁电路,空载条件下,定子和内转子电枢磁动力 sF ,0 irF? 12 1 1 1 o i i or o om im i o or om o im i R R R R F F R R R R R R R ? ??? ?? ?? ? ?? ?? ? ?? ? 1 2 1 1 1 o or i o i om im i o or om o im i R R R R F F R R R R R R R ? ??? ?? ?? ? ?? ?? ? ?? ? 1 1 2 1 1 ( ) ( ) 1 o i or i o or or