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Motor-CAD寶馬i3驅動電機詳解
2020-06-25 11:18:33· 來源：天源科技 作者：王少勃
導讀：寶馬i3驅動電機經典的沖片形式及水道設計，已經成為行業(yè)經典案例，本文將采用Motor-CAD對此款電機進行拆解分析及實驗驗證，實驗數據來自于美國橡樹嶺國家
導讀：寶馬i3驅動電機經典的沖片形式及水道設計，已經成為行業(yè)經典案例，本文將采用Motor-CAD對此款電機進行拆解分析及實驗驗證，實驗數據來自于美國橡樹嶺國家實驗室。
2016款BMW i3驅動電機峰值功率為125kW，峰值扭矩250Nm，總重量42Kg，螺旋水道冷卻方式；72槽12極結構，線規(guī)為21AWG，并饒根數12，匝數9，并聯支路數6。
實物水道及Motor-CAD中的螺旋水道模型
其主要參數表如下：
以下數據為根據堵轉測試的峰值扭矩，從圖中可知，其測試的峰值電流為530A，峰值扭矩出現在135°電角度的轉子位置，相當于電流超前角45°電角度。
美國橡樹嶺實驗室實測數據
驅動電壓360V，超前角45度，驅動電流530A，正弦波驅動，轉子斜極5°，分6段，環(huán)境溫度65°，Motor-CAD中的設置如下所示：
為了精確計算i3電機的輸出特性，本例中采用導入模型的方式，進行計算，導入模型為DXF格式，如下圖所示：
導入Motor-CAD后的模型如下圖所示，從圖中可以看出，求解模型已經覆蓋了Motor-CAD原模板，模型的求解將按照導入的模型求解。對于導入的模型，Motor-CAD能夠自動識別模型的各個區(qū)域，如何處為硅鋼片，何處為永磁體，何處為氣隙，何處為定子氣隙，何處為轉子氣隙等等，無需再指定材料、剖分信息、轉動區(qū)域等操作，實現導入即可就求解。實現對導入模型的類似“人臉識別”的功能。
磁鋼材料為N38UH，硅鋼材料的BH曲線及BP曲線如下圖所示：
線規(guī)類型選擇AWG21,繞線排布，如下圖所示：
計算結果如下圖所示：
磁密云圖
計算單
計算單
轉矩曲線
下一步對其效率MAP進行計算，Motor-CAD在計算效率MAP具有極高的計算效率，在4核8G內存的筆記本電腦，5分鐘之內，即可對效率MAP完成計算。
在模塊選擇中，選擇虛擬實驗模塊，MTPA控制策略，即可開始對效率MAP圖的計算，相關設置如下所示：
計算結果如下圖所示，Motor-CAD可以快速實現對效率MAP的評估及高效率區(qū)占比計算：
效率MAP圖及高效區(qū)占比分析
外特性曲線
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