[發明專利]一種電動客車用多盤軸向磁通永磁同步電機效率優化方法

有效

• 申請號: 201910631785.5
• 申請日: 2019-07-12
• 公開（公告）號: CN110347041B
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發明（設計）人: 趙劍飛;俞濤;劉廷章;楊興武
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 南京禹為知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32272
• 代理人: 吳肖敏

本發明提供一種電動客車用多盤軸向磁通永磁同步電機效率優化方法，通過建立電機總效率與各定子效率、各定子轉矩分配系數的關系，建立三者之間的三維模型，并利用粒子群算法多次迭代計算得出電機總效率最優解。將粒子群算法應用到電機驅動效率優化，能夠最大程度拓寬電機運行高效率區間，同時也能能夠增加電動汽車續航里程。

技術領域

本發明涉及永磁同步電機技術領域，特別是，涉及一種電動客車用多盤軸向磁通永磁同步電機效率優化方法。

背景技術

電動中型客車與以內燃機為動力的汽車相比具有很多優勢，如電動中型客車振動噪音小，結構簡單動力傳動效率高，易于整車布置、乘員艙空間寬敞平整，動力性能優良等。純電動中型客車驅動電機的選擇必須滿足車輛的動力性要求，如最高車速、加速性能和最大爬坡度等。

相比于傳統徑向磁通電機，軸向磁通永磁同步電機具有低速大轉矩、高能量密度等優點，適用于載客量更大的電動中型客車使用。現有研究中，對雙轉子-單定子軸向磁通永磁同步電機基于麥克斯韋方程組和磁等效電路組合解進行了解析建模，對雙轉子-單定子的軸向磁通永磁同步電機進行了優化設計。而相對于雙轉子-單定子的軸向磁通永磁同步電機，雙定子-單轉子結構的軸向磁通永磁同步電機具有較好的散熱性能和較大的額定輸出轉矩。傳統的效率優化方法一般從以下幾個方面進行：從電機結構或材料等方面減小定轉子鐵耗、定子銅耗等損耗提高效率，從電機控制方面采用空間矢量控制或直接轉矩控制提高效率。

發明內容

本部分的目的在于概述本發明的實施例的一些方面以及簡要介紹一些較佳實施例。在本部分以及本申請的說明書摘要和發明名稱中可能會做些簡化或省略以避免使本部分、說明書摘要和發明名稱的目的模糊，而這種簡化或省略不能用于限制本發明的范圍。

因此，本發明要解決的技術問題在于克服現有技術中的轉矩分配方法中存在的缺陷，從而提供一種電動客車用多盤軸向磁通永磁同步電機效率優化方法。

為解決上述技術問題，本發明提供如下技術方案：一種電動客車用多盤軸向磁通永磁同步電機效率優化方法，包括以下步驟，

S1：實驗測得多盤軸向磁通永磁同步電機的多組轉矩、轉速與效率的數據，建立各定子輸入輸出轉矩的數學關系，并由之得到電機總效率與各定子效率、各定子轉矩分配系數的關系，并以此作為適應度函數；

S2：通過數據擬合，建立以單個定子的轉矩分配系數效率函數、電機轉速和電機總轉矩的三維模型；

S3：對所述三維模型進行粒子群算法尋優，電機總效率與轉矩分配系數效率函數的關系作為適應度函數，進過多次迭代計算，得出使電機總效率最大時的定子轉矩分配系數的最優解。

作為本發明所述電動客車用多盤軸向磁通永磁同步電機效率優化方法的一種優選方案，其中：定子轉矩分配系數為各個定子分配的轉矩占多盤軸向永磁同步電機總轉矩的比例，且各個定子的分配系數之和為1.

作為本發明所述電動客車用多盤軸向磁通永磁同步電機效率優化方法的一種優選方案，其中：所述單個定子的轉矩分配系數效率函數為不同轉矩轉速下單個定子的轉矩分配系數與單個定子的效率之比。

作為本發明所述電動客車用多盤軸向磁通永磁同步電機效率優化方法的一種優選方案，其中：所述適應度函數為各個定子的轉矩分配系數效率函數之和。

作為本發明所述電動客車用多盤軸向磁通永磁同步電機效率優化方法的一種優選方案，其中：所述適應度函數值最小時，所述電機總效率最大，所述粒子群算法尋得最優解。

作為本發明所述電動客車用多盤軸向磁通永磁同步電機效率優化方法的一種優選方案，其中：所述多盤軸向磁通永磁同步電機的各個定子模塊相同，根據任意轉速轉矩情況都有對應的各個定子轉矩分配系數效率函數，用于確定電機總效率。