【摘 要】
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倡导绿色出行,实现“双碳”目标,电动汽车代替燃油汽车显得尤为重要,驱动电机是汽车动力持续输出的核心部件。由于永磁材料受高温退磁和振动碎磁影响,永磁同步电机的应用受到一定限制。开关磁阻电机（Switched Reluctance Motor,SRM）结构简单、调速范围宽和动态响应快,但功率密度低和振动噪声大。本文以永磁辅助外转子开关磁阻电机（Permanent Magnet assisted Ext
【基金项目】
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国家自然科学基金资助项目:“新型永磁辅助式磁阻电机转矩提升机理与脉动抑制策略研究”（项目编号:52167005）；
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倡导绿色出行,实现“双碳”目标,电动汽车代替燃油汽车显得尤为重要,驱动电机是汽车动力持续输出的核心部件。由于永磁材料受高温退磁和振动碎磁影响,永磁同步电机的应用受到一定限制。开关磁阻电机（Switched Reluctance Motor,SRM）结构简单、调速范围宽和动态响应快,但功率密度低和振动噪声大。本文以永磁辅助外转子开关磁阻电机（Permanent Magnet assisted External Rotor SRM,PMa-ERSRM）为研究对象,优化永磁体参数和外转子结构,改善转矩特性并抑制电机振动噪声,样机振动实验验证理论和仿真的有效性。主要研究内容如下:（1）介绍了PMa-ERSRM的拓扑结构和工作原理,得出了基本方程。建立了该电机的线性、准线性和非线性数学模型,分析了静态和动态特性。针对外转子开关磁阻电机电磁转矩和效率低的问题,提出了在定子槽口添加永磁体提升电磁转矩的方法,用等效磁路法证明了永磁体的增磁作用,分析了电感特性、磁链特性、距角特性、齿槽转矩以及瞬时转矩特性。最后比较两个模型磁密云图,表明PMa-ERSRM铁损更小且效率更高。（2）为降低转矩脉动提出了开通角前移和外转子单侧极靴的方法,并用椭圆线弧磁场分割法证明了极靴的增磁作用,抬高最小合成转矩从而减小转矩脉动。为降低径向振动提出了外转子齿顶开槽的方法,用抛物线弧的磁场分割法证明了开槽对径向力峰值的抑制作用。仿真实验表明,本方法减低了PMa-ERSRM的切向脉动和径向振动。（3）对定转子铁芯模型和含机壳的定转子铁芯模型进行模态分析,得到了前六阶的固有频率和不同振型,提高了含机壳模型的固有频率;对模型进行谐响应分析和噪声分析,结果表明含机壳模型的振动特性得到有效改善;制造了两台样机并搭建了电机振动实验平台,验证了理论分析和仿真结论的有效性。
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