MotorSolve平台在汽车辅助转向用永磁同步电动机综合物理场分析中的应用浅析

作者：赵博，何斌，吴奎奎    

单位：哈尔滨工业大学微特电机研究所、浙江科恩特电机科技有限公司

摘要：

随着对电机性能指标要求的日益提高，以及对成本和体积要求的逐渐降低，电机分析手段从单一物理场的有限元分析过渡到了如今的多物理场分析阶段。MotorSolve软件整合了多类型电机的磁场、温度场分析功能，能够快速、便捷地计算得到目标电机的诸多性能指标和相关物理量数值，非常适合常规电机的仿真分析。MotorSolve是建立在Infolytica平台基础之上，该软件既具有磁路计算的快捷性又具备磁场计算的准确性，非常适合常规电机设计师使用。除此之外，MotorSolve还具有一定的综合物理场分析功能，本文以一台小型永磁同步电机为分析对象，简要介绍了该平台在电磁场、温度场以及相关控制电路等方面的主要应用。

本文以一台汽车方向盘辅助转向用永磁同步电动机（简称EPS）为主要研究对象，在MotorSolve软件平台下进行了综合物理场分析以及电路控制系统的联合仿真。

图1. 辅助转向永磁同步电机样机

汽车方向盘辅助转向用永磁同步电动机要求具有一定的过载性能，其工作方式为短时工作制，采用Id=0的正弦波驱动控制策略。其中，电机轴伸端外接减速齿轮，齿轮箱内嵌套有正弦波驱动器，齿轮箱外壁作为功率器件的散热片，整机具有体积小，过载能力强等优点。

该电机采用的是8极9槽的集中绕组方案，该极槽配合电机工艺简单，可以实现自动绕线，较低电机成本，提高成品率。此外，因采用了分数槽结果，使得齿槽定位力矩得到了明显降低，因三相绕组在定子铁心圆周上各占120°机械角度空间，使得三相绕组的互感相对较小，电机的电气时间常数降低，提高了动态相应速度。本文以该电机为研究对象，详细介绍了MotorSolve平台在常规永磁同步电机综合物理场分析中的应用。

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