姜保軍，周 林,張棟省，羅騰科

(1. 重慶交通大學(xué) 機(jī)電與汽車(chē)工程學(xué)院，重慶 400074；2. 廣東精進(jìn)能源有限公司 研究院，廣東 佛山 528305)

基于外轉(zhuǎn)子開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的參數(shù)優(yōu)化分析

姜保軍1，周 林1,張棟省2，羅騰科1

(1. 重慶交通大學(xué) 機(jī)電與汽車(chē)工程學(xué)院，重慶 400074；2. 廣東精進(jìn)能源有限公司 研究院，廣東 佛山 528305)

針對(duì)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)開(kāi)關(guān)磁阻輪轂電機(jī)的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)問(wèn)題，基于ANSOFT MAXWELL 2D仿真平臺(tái)，以3相12/8極外轉(zhuǎn)子開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)為例，進(jìn)行靜態(tài)和瞬態(tài)仿真分析，得到電機(jī)的各類(lèi)特性曲線(xiàn)。參考這些特性曲線(xiàn)，可以在電機(jī)高速運(yùn)行時(shí)，通過(guò)優(yōu)化開(kāi)通角、關(guān)斷角和定子磁極結(jié)構(gòu)來(lái)減少輸出轉(zhuǎn)矩波動(dòng)——這些優(yōu)化可使開(kāi)關(guān)磁阻輪轂電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩更為平順。

車(chē)輛工程；外轉(zhuǎn)子；開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)；轉(zhuǎn)矩波動(dòng)；角度位置控制；磁極結(jié)構(gòu)優(yōu)化

輪轂電機(jī)是近年來(lái)一種在純電動(dòng)汽車(chē)上新興的驅(qū)動(dòng)電機(jī)。為了使電動(dòng)汽車(chē)具有良好的使用特性，驅(qū)動(dòng)電機(jī)應(yīng)具備調(diào)速范圍廣、轉(zhuǎn)速高、起動(dòng)扭矩強(qiáng)勁、體積輕便、效率高等特性[1]。開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(switched reluctance motor drive，SRD)主要由開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)(switched reluctance motor，SRM或SR電機(jī))、功率變換器、控制器和檢測(cè)器等4部分組成[2]。SRD系統(tǒng)不僅效率高、可靠性良好、調(diào)速范圍較寬，而且有卓越的啟動(dòng)、制動(dòng)特性，因此它是各類(lèi)電動(dòng)車(chē)最理想的動(dòng)力之一[3]。SRM的雙突極結(jié)構(gòu)和“磁阻最小原理”的運(yùn)行方式?jīng)Q定了其是一種非線(xiàn)性電機(jī)。由于SRM的非線(xiàn)性特性(磁鏈對(duì)轉(zhuǎn)子位置角和相電流的非線(xiàn)性)，使得傳統(tǒng)的解析法或等效磁路法對(duì)其求解變得困難；使得其存在較大的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)——這是阻礙SRM大規(guī)模推廣的主要障礙之一。而有限元法相較傳統(tǒng)方法更利于解決非線(xiàn)性這類(lèi)問(wèn)題。而且當(dāng)電機(jī)結(jié)構(gòu)有微小的改變，有限元法分析結(jié)果也能很好體現(xiàn)出來(lái)。因此筆者在二維電磁場(chǎng)有限元分析軟件ANSOFT MAXWELL 2D的基礎(chǔ)上，建立外轉(zhuǎn)子開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)模型，并對(duì)電機(jī)進(jìn)行仿真分析，得到電機(jī)的特性曲線(xiàn)。利用有限元法得到的電機(jī)特性曲線(xiàn)，通過(guò)角度位置控制法和優(yōu)化定子磁極結(jié)構(gòu)來(lái)減少轉(zhuǎn)矩波動(dòng)，這些優(yōu)化可使電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩更為平順。

1 電機(jī)結(jié)構(gòu)與參數(shù)

輪轂電機(jī)可根據(jù)電機(jī)的轉(zhuǎn)子與定子的相對(duì)位置分為內(nèi)轉(zhuǎn)子式和外轉(zhuǎn)子式兩類(lèi)。其中外轉(zhuǎn)子輪轂電機(jī)最高轉(zhuǎn)速在1 000～1 500 r/min之間，因?yàn)闆](méi)有減速裝置，因此車(chē)輪轉(zhuǎn)速與電機(jī)轉(zhuǎn)速相同。而裝備了減速裝置的內(nèi)轉(zhuǎn)子式，其高速電機(jī)的轉(zhuǎn)速可高達(dá)10 000 r/min。參考我國(guó)主要城市汽車(chē)行駛工況和汽車(chē)常用輪轂尺寸，選用額定轉(zhuǎn)速為1 000 r/min的外轉(zhuǎn)子式SRM，轉(zhuǎn)子外徑為360 mm。如果開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的相數(shù)越多，兩相間的轉(zhuǎn)子位置角就會(huì)減小，從而使步距角減小，這有利于減小轉(zhuǎn)矩波動(dòng)。但相數(shù)越多，轉(zhuǎn)子和定子的凸極就會(huì)增多，結(jié)構(gòu)會(huì)變復(fù)雜，而且主要開(kāi)關(guān)元件也會(huì)增多，使其成本提高。因此，筆者選用常見(jiàn)的三相12/8極開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)進(jìn)行分析。

圖1為一臺(tái)外轉(zhuǎn)子式開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)模型的結(jié)構(gòu)。

圖1 三相12/8極外轉(zhuǎn)子開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)結(jié)構(gòu)Fig.1 Three-phase external rotor 12/8 switched reluctance motor’ structure

電機(jī)結(jié)構(gòu)主要參數(shù)見(jiàn)表1，其中選擇定子極弧等于轉(zhuǎn)子極弧[4]。定、轉(zhuǎn)子硅鋼片所用材料型號(hào)為DW360-50，磁化曲線(xiàn)如圖2。

表1 電機(jī)結(jié)構(gòu)主要參數(shù)

圖2 DW360-50硅鋼片磁化曲線(xiàn)Fig.2 DW360-50 Silicon steel sheet magnetization curve

2 有限元模型的建立及剖分

與傳統(tǒng)的解析法和等效磁路法相比，有限元法使得復(fù)雜結(jié)構(gòu)、復(fù)雜邊界的定解問(wèn)題的求解變得簡(jiǎn)單，而且能夠計(jì)算開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的非線(xiàn)性問(wèn)題。有限元法的中心思想是設(shè)想將實(shí)際結(jié)構(gòu)的求解區(qū)域離散為一系列的、規(guī)則的單元，單元間僅靠節(jié)點(diǎn)連接，求解區(qū)域的特性可由單元節(jié)點(diǎn)的物理量通過(guò)選定的函數(shù)關(guān)系插值算得，從而得到與工程精度相近似的結(jié)果來(lái)替代對(duì)求解區(qū)域的分析[5]。因此，有限元法是目前工程技術(shù)領(lǐng)域?qū)嵱眯宰顝?qiáng)、應(yīng)用最為廣泛的電磁場(chǎng)分析法。

ANSOFT MAXWELL 2D是一款功能完善、計(jì)算精確、使用便捷的二維電磁場(chǎng)有限元分析軟件。它包括靜電場(chǎng)、直流/交流磁場(chǎng)、瞬態(tài)電磁場(chǎng)、溫度場(chǎng)和參數(shù)化等分析模塊，可以用來(lái)分析電機(jī)、傳感器、調(diào)節(jié)器、變壓器、永磁設(shè)備、激勵(lì)器等電磁裝置的靜態(tài)、穩(wěn)態(tài)、瞬態(tài)、正常工況和故障工況的特性[6]。

MAXWELL 2D進(jìn)行二維電磁場(chǎng)分析的大致步驟如下[7]：

① 創(chuàng)建項(xiàng)目及定義分析類(lèi)型；② 建立電機(jī)模型(由于ANSOFT軟件目前還不支持外轉(zhuǎn)子開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的RMxprt模塊的一鍵有限元分析，因此可以在MAXWELL 2D中建模或者通過(guò)其他CAD軟件繪制模型再導(dǎo)入)；③ 材料的設(shè)置；④ 邊界/條件激勵(lì)的設(shè)置；⑤ 求解量/求解的設(shè)置；⑥ 后處理。

為方便建立電機(jī)內(nèi)部場(chǎng)的數(shù)學(xué)方程，根據(jù)開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的特點(diǎn)，提出如下假設(shè)：

① 忽略SRM的端部磁場(chǎng)效應(yīng)；② 定、轉(zhuǎn)子材料各向同性，具有單值B-H曲線(xiàn)；③ 電機(jī)外緣漏磁場(chǎng)忽略不計(jì)，轉(zhuǎn)子外表面圓周為一零矢量位面；④ 不考慮轉(zhuǎn)子徑向位移[8-9]。

在如上的假設(shè)下，在ANSOFT軟件中建立好電機(jī)模型，進(jìn)行網(wǎng)格自動(dòng)剖分。由于氣隙部分的磁場(chǎng)變化率較大，可選擇手工精細(xì)剖分，剖分效果如圖3。

圖3 二維有限元網(wǎng)格剖分Fig.3 2D finite element mesh subdivision

3 SRM的有限元分析

3.1 靜態(tài)特性仿真分析

只對(duì)開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)一相繞組勵(lì)磁通電時(shí)，該相繞組的磁鏈、電感和轉(zhuǎn)矩會(huì)隨電流大小、轉(zhuǎn)子位置的不同作周期性變化。SRM的靜態(tài)電磁特性包括磁鏈特性、靜態(tài)轉(zhuǎn)矩特性、電感特性，它們與電機(jī)設(shè)計(jì)密切相關(guān)，對(duì)驗(yàn)證電機(jī)性能的正確性和準(zhǔn)確性意義重大[10]。

對(duì)開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)模型單相繞組勵(lì)磁通電，令轉(zhuǎn)子凸極與B相定子凸極位于完全不對(duì)齊處為轉(zhuǎn)子位置角0°。

由于開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的磁鏈特性是相電流大小與轉(zhuǎn)子位置角間的函數(shù)關(guān)系，因此MAXWELL 2D在進(jìn)行靜磁場(chǎng)分析模塊時(shí)，要對(duì)兩變量進(jìn)行量化和參數(shù)化處理后，再進(jìn)行仿真分析。由于轉(zhuǎn)子、定子極弧都為15°，選定轉(zhuǎn)子位置角參數(shù)化的計(jì)算域?yàn)檗D(zhuǎn)子凸極開(kāi)始進(jìn)入B相到轉(zhuǎn)出B相這30°，參數(shù)化步長(zhǎng)為每2.5°機(jī)械角。相電流的參數(shù)化范圍為0～30 A，步長(zhǎng)選擇為2 A。

圖4為磁場(chǎng)分布情況。從圖4(a)，(b)可以看出，磁力線(xiàn)路徑從主要通過(guò)定子凸極和轉(zhuǎn)子槽氣隙，逐漸到通過(guò)定子凸極和轉(zhuǎn)子凸極，氣隙磁阻變大;圖4(c)為定子凸極與轉(zhuǎn)子凸極完全重合處(最大電感處)，此時(shí)磁力線(xiàn)通過(guò)氣隙處最少。兩凸極從不對(duì)齊到對(duì)齊的位置變化中，磁通總是沿著磁阻最小的路徑閉合，這正是SRM運(yùn)行的原理。

圖4 磁力線(xiàn)分布圖Fig.4 Magnetic lines distribution

圖5為SRM的相關(guān)特性曲線(xiàn)。圖5(a)為SRM的磁鏈特性曲線(xiàn)。在轉(zhuǎn)子位置角不大時(shí)，磁鏈與相電流成線(xiàn)性關(guān)系。隨著轉(zhuǎn)子位置角增大，磁鏈不再隨相電流增大而增大。在等電流值的情況下，磁鏈與轉(zhuǎn)子位置角成遞增關(guān)系。當(dāng)轉(zhuǎn)子凸極與定子凸極對(duì)齊時(shí)，磁路接近飽和，磁鏈也不再增大。

圖5(b)為SRM的轉(zhuǎn)矩特性曲線(xiàn)。在一個(gè)轉(zhuǎn)子極距內(nèi)，對(duì)B相繞組導(dǎo)通，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)矩在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)15°機(jī)械角位置時(shí)，如圖，定、轉(zhuǎn)子磁極完全重合，轉(zhuǎn)矩為0；轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過(guò)15°后，再對(duì)此相通電，轉(zhuǎn)子凸極開(kāi)始離開(kāi)定子凸極，通電產(chǎn)生的磁阻轉(zhuǎn)矩將會(huì)把轉(zhuǎn)子往回拉，產(chǎn)生負(fù)向轉(zhuǎn)矩。因此換相角度必須在轉(zhuǎn)子凸極離開(kāi)定子凸極前，否則轉(zhuǎn)子將會(huì)產(chǎn)生負(fù)轉(zhuǎn)矩，降低輸出轉(zhuǎn)矩。

圖5(c)為SRM的電感特性曲線(xiàn)。三相繞組完成一次激勵(lì)通電轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過(guò)的角度為45°，對(duì)應(yīng)相電感的周期正好是45°。在15°時(shí)相電感達(dá)到最大值，正好對(duì)應(yīng)換相通電時(shí)刻，即B相停止通電，C相開(kāi)始通電。

圖5 特性曲線(xiàn)Fig.5 Characteristic curve

3.2 動(dòng)態(tài)特性仿真分析

在實(shí)際電磁場(chǎng)分析中，時(shí)常所遇到的電壓、電流、外加磁場(chǎng)是無(wú)規(guī)則變化的，被求解問(wèn)題與時(shí)間成一定函數(shù)關(guān)系，以及所加載激勵(lì)是時(shí)間、位置、或者速度的函數(shù)關(guān)系，這樣的問(wèn)題采用靜態(tài)場(chǎng)或者是諧性磁場(chǎng)來(lái)分析將會(huì)非常困難。因?yàn)?，此兩種場(chǎng)求解器均為靜磁場(chǎng)的求解器，對(duì)于時(shí)變的問(wèn)題無(wú)法進(jìn)行準(zhǔn)確描述，對(duì)此類(lèi)問(wèn)題就屬于瞬態(tài)問(wèn)題的范疇[7]。對(duì)SRM進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真分析，選擇MAXWELL 2D軟件的瞬態(tài)求解器，此時(shí)激勵(lì)源為外電路勵(lì)磁。圖6是開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的外電路控制電路。對(duì)三相繞組勵(lì)磁通電，控制開(kāi)關(guān)的通斷受到驅(qū)動(dòng)電壓源的控制。

圖6 SRM外電路控制仿真電路Fig.6 SRM External control simulation circuit

驅(qū)動(dòng)電壓源產(chǎn)生脈沖的電壓信號(hào)，如圖7。

圖7 各相驅(qū)動(dòng)電壓波形圖Fig.7 Each phase driving voltage waveform

由圖7可知，各相導(dǎo)通順序?yàn)锽-C-A-B,各相導(dǎo)通相差15°，周期為45°。由于這次瞬態(tài)分析模擬的工況是SRM以1 000 r/min的恒定速度運(yùn)行，在電機(jī)高速運(yùn)行時(shí)，通常是通過(guò)調(diào)節(jié)變頻器的開(kāi)通角和關(guān)斷角來(lái)改變電流的最大值和有效值，以產(chǎn)生所需要的磁阻轉(zhuǎn)矩。對(duì)電機(jī)采用角度位置控制(APC)，在額定轉(zhuǎn)速下優(yōu)化控制參數(shù)，分別選擇開(kāi)通角θon=0°，關(guān)斷角θoff=15°；開(kāi)通角θon=-3°，關(guān)斷角θoff=12°；開(kāi)通角θon=-5°，關(guān)斷角θoff=10°這3組數(shù)據(jù)來(lái)對(duì)比其對(duì)SRM動(dòng)態(tài)性能的影響。圖8～圖10中的(a)～(c)分別為在角度位置控制下反映電機(jī)動(dòng)態(tài)性能的磁鏈波形、電流波形、合成轉(zhuǎn)矩波形。

圖8 各相磁鏈仿真波形Fig.8 Waveform phase flux simulation

圖9 各相電流仿真波形Fig.9 Each phase current simulation waveform

圖10 合成轉(zhuǎn)矩仿真波形Fig.10 Synthesis of torque simulation waveform

由于繞組中存在電感，并且電感隨轉(zhuǎn)角(時(shí)間)而變化，所以功率開(kāi)關(guān)器件導(dǎo)通時(shí)，電流不是階躍上升到其幅值；開(kāi)關(guān)器件關(guān)斷時(shí)，電流亦不會(huì)瞬時(shí)下降到0，而是經(jīng)二極管續(xù)流回路再釋放繞組磁能的過(guò)程中逐步下降為0[11],這時(shí)續(xù)流電流可能進(jìn)入最大電感恒值區(qū)，甚至進(jìn)入電感下降區(qū)，從而產(chǎn)生制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。合理提前關(guān)斷角，可避免產(chǎn)生較大的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩而影響電機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。同時(shí)，適當(dāng)減少開(kāi)通角，可提高電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩和功率。

定義轉(zhuǎn)矩波動(dòng)系數(shù)KT為系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)的最大轉(zhuǎn)矩Tmax與最小轉(zhuǎn)矩Tmin之差除以系統(tǒng)平均轉(zhuǎn)矩Tav即KT=(Tmax-Tmin)/Tav。從圖10(a)～(c)可知，當(dāng)θon=0°；θoff=15°逐漸變?yōu)棣萶n=-2°；θoff=13°時(shí)，轉(zhuǎn)矩波動(dòng)系數(shù)也下降很快，電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩不再有制動(dòng)轉(zhuǎn)矩而且波動(dòng)明顯變小(表2)。因此，在電機(jī)高速運(yùn)行時(shí)，通過(guò)優(yōu)化通斷角的方法來(lái)改善輸出轉(zhuǎn)矩是非常有效的。

表2 轉(zhuǎn)矩波動(dòng)系數(shù)

在SRM的定、轉(zhuǎn)子凸極開(kāi)始進(jìn)入重合區(qū)域時(shí)，由于氣隙長(zhǎng)度的突變導(dǎo)致氣隙磁場(chǎng)能量的突變，會(huì)使電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩在相應(yīng)處出現(xiàn)劇變和轉(zhuǎn)矩值降低的現(xiàn)象。最后當(dāng)轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)到電流換相處時(shí)，轉(zhuǎn)矩會(huì)明顯變小，致使合成輸出轉(zhuǎn)矩出現(xiàn)較大的波動(dòng)，從而形成嚴(yán)重的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。要想提高換相點(diǎn)處的轉(zhuǎn)矩值，方法之一就是減少突變，使其變化趨于緩慢或存在過(guò)度趨于緩慢或存在過(guò)度區(qū)域。因此，通過(guò)改進(jìn)定子的磁極結(jié)構(gòu)方法對(duì)換相點(diǎn)位置附近的轉(zhuǎn)矩值進(jìn)行補(bǔ)償，減緩定、轉(zhuǎn)子凸極重合時(shí)的氣隙磁場(chǎng)突變而減小轉(zhuǎn)矩波動(dòng)[3]。

圖11為定子磁極結(jié)構(gòu)改進(jìn)前后的局部結(jié)構(gòu)對(duì)比。圖11(b)在圖11(a)原定子凸極端部?jī)蓚?cè)位置增加兩個(gè)矩形，其能使轉(zhuǎn)子磁極與定子磁極進(jìn)入重疊區(qū)域時(shí)，使氣隙長(zhǎng)度變化有一定的過(guò)渡區(qū)域，從而可以減小氣隙磁場(chǎng)的突變。圖11(c)在圖11(b)的基礎(chǔ)上繼續(xù)優(yōu)化，將兩側(cè)矩形變?yōu)檫^(guò)渡更平順的楔形角。從圖中可以看出，改進(jìn)后的定子凸極在進(jìn)入轉(zhuǎn)子凸極時(shí)磁力線(xiàn)過(guò)渡更為平滑，有效地減小了這一時(shí)間段的轉(zhuǎn)矩突變。圖10(d)，(e)是在最優(yōu)開(kāi)通、關(guān)斷角θon=-2°和θoff=13°時(shí)的矩形定子凸極和楔形角定子凸極的轉(zhuǎn)矩波形圖，其轉(zhuǎn)矩波動(dòng)系數(shù)從1.05減小到0.654。由此可見(jiàn)，通過(guò)優(yōu)化定子磁極結(jié)構(gòu)能夠更進(jìn)一步削弱轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。但優(yōu)化后的結(jié)構(gòu)會(huì)使得定子凸極的極弧系數(shù)變大，從而使電機(jī)的平均轉(zhuǎn)矩降低。

圖11 定子磁極結(jié)構(gòu)改進(jìn)前后磁力線(xiàn)對(duì)比Fig.11 Stator magnetic pole structure lines of magnetic force contrast figure before and after improvement

4 結(jié) 論

利用二維電磁場(chǎng)分析軟件ANSOFT MAXWELL 2D對(duì)外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的開(kāi)關(guān)磁阻輪轂電機(jī)進(jìn)行仿真分析，得到電機(jī)的靜態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性。仿真結(jié)果較為準(zhǔn)確地反應(yīng)了開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)各相磁鏈電感走勢(shì)和輸出轉(zhuǎn)矩特性，有關(guān)重要結(jié)論如下：

1) 可以通過(guò)靜態(tài)特性的轉(zhuǎn)矩-角度曲線(xiàn)的轉(zhuǎn)矩的突變來(lái)初步確定電機(jī)的換相角，確定換相角可為方便選擇開(kāi)通角和關(guān)斷角；

2) 對(duì)于SRM高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，通過(guò)選擇最優(yōu)的開(kāi)通角和關(guān)斷角的方法來(lái)減弱是非常有效的；

3) 除了采用優(yōu)化開(kāi)通、關(guān)斷角來(lái)來(lái)減小轉(zhuǎn)矩波動(dòng)，還可以通過(guò)優(yōu)化定子磁極結(jié)構(gòu)進(jìn)一步減小轉(zhuǎn)矩波動(dòng)。但值得注意的是優(yōu)化后的結(jié)構(gòu)會(huì)使得定子凸極的極弧系數(shù)增大，使平均轉(zhuǎn)矩降低，這點(diǎn)需要在更大的轉(zhuǎn)矩和更平穩(wěn)的轉(zhuǎn)矩間取舍。

因?yàn)镾RM的雙凸極結(jié)構(gòu)、磁路飽和嚴(yán)重和開(kāi)關(guān)運(yùn)行方式，使得其轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)較大。通過(guò)優(yōu)化電機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和電機(jī)控制來(lái)減小轉(zhuǎn)矩波動(dòng)，這些優(yōu)化后的參數(shù)可以為電機(jī)的設(shè)計(jì)和控制提供參考。

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Based on External Rotor Switched Reluctance Motor’s Parameter Optimization Analysis

JIANG Baojun1，ZHOU Lin1，ZHANG Dongsheng2，LUO Tengke1

(1.School of Mechanical & Automotive Engineering,Chongqing Jiaotong University, Chongqing 400074,P.R.China； 2. Institution of Research, Advanced Eleetronies Energy Limited, Fushan 528305, Guangdong, P.R.China)

A switched reluctance motor based on simulation platform of ANSOFT MAXWELL 2D was introduced for problem of torque ripple of switch reluctance hub motor with external rotor in high speed operation.By static and transient simulation analysis,a three-phase 12/8 switched reluctance motor was analyzed as the prototype machine to obtain motor’ all kinds of characteristic curves.When motor working in high speed, it could recede torque ripple by optimized turn-on angle, turn-off angle and magnetic pole structure of stator，with referring to these features.These optimization could provide a more smooth output torque of switched reluctance hub motor.

vehicle engineering;external rotor；switched reluctance motor；torque ripple；angular position control；optimization of magnetic pole structure

10.3969/j.issn.1674-0696.2016.05.33

2015-07-27；

2015-09-18

姜保軍(1965—)，男，黑龍江綏化人，副教授，博士，主要從事電機(jī)驅(qū)動(dòng)與控制方面的研究。E-mail:jiang031@163.com。

周 林(1990—)，男，四川遂寧人，碩士研究生，主要從事新能源汽車(chē)方面的研究。E-mail:519464718l@qq.com。

U469.72;TM352

A

1674-0696(2016)05-174-06