低速车用变频调速异步电机的设计与制造技术［摘要］本文根据我公司生产的低速车用交流异步电机的工作特性，对其设计、试验、制造进行了介绍。［关键词］新能源；低速车；变频；结构；装配中图分类号：S611文献标识码：A0.引言目前，世界性的能源问题十分突出，为了能解决能源短缺，降低环境污染。新能源汽车应运而生。但能达到国家上路标准的电动车因成本高，续航里程短，受到较大制约。低速电动车汽车由于缺乏相关标准，在城乡结合部比较多，市场比较混乱，安全性受到质疑。我公司利用有限元分析软件，按汽车工况研制的型号ZXJ009,7.5kW变频调速异步电动机，作为低速纯电动车用驱动电机，与市场上现有的电机相比较具有低速转矩大，效率高，峰值功率大、防护等级高等优点。1.7.5kW变频调速异步电动机的主要技术参数见表1。表17.5kW电机主要参数额定功率7.5kW额定转速2950r/min额定电压51VAC直流母线电压72VDC额定频率100Hz额定电流113A额定转矩24N.m额定效率87%额定功率因数0.8峰值转矩lOON.m最大转速5800r/min绝缘等级H级极数4极定子绕组接线方式△冷却方式自冷工作制S2-60min防护等级IP55重量40kg2.7.5kW电机设计2.1设计原则2.1.1满足IEC60034.GB/T81488.TS16949和用户的要求。2.1.2吸取国内外先进经验，同时结合国内制造经验进行自主开发设计2.1.3将可靠性放在了首位，满足产品性能和结构的要求前提下，采用成熟可靠地结构及国产化材料，以提高综合经济指标。2.1.4充分考虑了产品系列化、标准化和通用性。2.1.5采用了国内先进的电磁计算程序Easymotor进行有限元分析。2.2电磁设计2.2.1优化磁路，使磁密、电密等合理，热负荷低。2.2.2电机冲片采用无取向、高磁导、低损耗的50WW470硅钢片，采用极进冲，一次冲压、叠装，提高产品一致性，降低损耗。2.2.3定、转子采用多槽、近槽配合，减小表面损耗和脉振损耗。2.2.4采用4路并联，△接法2.2.5电磁线采用QZY-2/180耐电晕漆包线，适宜变频工况。2.2.6除了使用磁路法，还用有限元模拟了额定点，高速点的瞬态过程，对弱磁区进行了考虑。2.3机械设计及关键工艺2.3.1考虑到电动汽车电机在0-6000转速下不停波动，对此电机子采用高吨位压力铸，增加电机高速时机械性能、一致性，降低铝条断条概率。2.3.2定子除了使用耐压3300V的电磁线，还进行了整体VPI真空压力浸漆，足以保证电机结构的可靠性。2.3.4转轴采用高强度的20CrMnTi,连接花键采用日标20度渐开线花键，齿部渗碳处理，硬度达到HV600-700,保证了汽车用电机的可靠性。2.3.5端盖采用450吨压铸ADC12铝材，采用6063拉拔铝制机壳，总体使其达到汽车的轻量化。图1定子热套后，带PC表2.3.6编码器采用霍尔传感器，不受灰尘，振动的影响,测试、控制精度高。2.3.7采用飞利浦KTY84-130温度传感器，为大多数控制器厂家能通用，适配性好。2.3.8半自动生产线，班产25台国内处于领先地位。2.3.9电机整体达到IP55防护等级，为同类车用电机最好。图2电机成品3.试验结果3.1试验仪器万用表、嵌流表、进口AVL测功机、WT3000.直流双臂电桥、绝缘电阻测试仪、控制器等3.2测试项目及结果3.2.1峰值转矩测量图1峰值转矩3.2.2电机额定转矩下功率测量图2电机额定转矩下功率曲线3.2.3电机额定功率下转矩测量图3电机额定功率下转矩曲线3.2.4电机温升测量图4电机额定功率、转矩下温升（未模拟车况，无风下测得，考虑有风情况温升可能会更低）3.2.5电机效率map图测试4.与当前国内同类低速车用电机处于领先地位，具体有4.1效率、功率因数较高。4.2转矩脉动小，最大转矩大，高速好弱磁。4.3防护等级为IP55,其他大多数厂家基本处于无防护状态。5.应用情况目前，陕汽已与我厂签订战略合作协议，300台订单正在陆续交付，新阳美致也已经使用数十台，河北，重庆等第车场也在进行试装。交流变频调速异步电机安全可靠，免维护，在新能源低速车市场必将取代直流无刷电机，目前最好的电动车一一特斯拉也使用的是交流变频异步电机，可见其必将在新能源市场成为主导产品。6.结论综上所述，7.5kW变频调速异步电机已成功完成设计，制造，批量生产，各项性能指标优异，可以满足低速电动车的需求，且安全性大大提高。［参考文献］［11...