基于Maxwell的永磁同步电机控制研究开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

（1）总述

随着“中国制造2025”的提出，新能源汽车在我国的发展也已提上日程。

目前比较常见的可作为电动汽车驱动的电机主要有四种 ：直流有刷电机、交流异步感应电机、开关磁阻电机、永磁同步电机。永磁同步电机因其优异的性能被大量应用于电动汽车上，但是其带来的振动噪声问题也受到越来越多的关注。功率密度高、效率高、可靠性高、发热小，这些都是永磁同步电机的突出优点^[1]。噪声主要是由于电机振动引起的，不正常的振动带来的噪声会加剧电机内部的摩擦，增加损耗，进而会影响电机的使用寿命，还会影响乘客的乘坐舒适性。因此，电机参数对振动噪声的影响的研究正在成为热门领域之一。

2. 研究的基本内容与方案

2.1本课题研究的基本内容

首先需要熟悉新能源汽车永磁同步电机工作原理、数学原理和控制算法，在此基础上，在motor-cad上搭建永磁同步电机的模型，使用其自带的电磁计算模块用有限元分析法计算其电磁性能，采用motor cad导出vbscript脚本，再导入到ansys electronics desktop中建立永磁同步电机的maxwell模型，通过对气隙长度、定子槽数、整数槽与分数槽等电机本体参数的更改，来研究各参数对电机振动的影响^[13]-[18]。主要从电机模态分析固有频率以及电机结构、电机气隙磁场及磁场力分析、电机极槽配合分析几个方面入手，去验证各个参数变换带来的实际影响^[19]-[23]，利用maxwell的电路控制模块组件，使用simplore与maxwell的联合仿真，完成对搭建的永磁同步电机模型的测试。

2.2本课题研究的目标：

3. 研究计划与安排

第1-2周：查阅相关文献资料，明确研究内容，提出设计思路和内容，确定方案，完成开题报告和外文翻译。

第3-5周：熟悉新能源汽车永磁同步电机工作原理、数学原理和控制算法，完成永磁同步电机的数学模型搭建，以及坐标系的转换；

第6-10周：搭建simulink控制模型，完成永磁同步电机的随机pwm矢量控制，分析相关算法的性能和算法的改进；

4. 参考文献（12篇以上）

[1]刘鹏,杨季旺,杜宪峰.车用永磁同步电机振动噪声研究概述[j].汽车实用技术,2019(16):261-263.

[2]高鹏,孙汐彬,谭顺乐,张国山,樊君莉,王晓远.电动汽车用永磁同步电机电磁振动噪声分析及优化[j].微电机,2019,52(12):7-12.

[3]刘旭东. 基于预测控制的电动汽车用永磁同步电机控制策略与关键技术研究[d].山东大学,2016.