輕量型純電動汽車用新型半齒繞開關(guān)磁阻電機(jī)分析與控制.pdf

1、21世紀(jì)的人類面臨著嚴(yán)峻的能源和環(huán)境挑戰(zhàn)，研究開發(fā)節(jié)能、環(huán)保、安全的新能源汽車是實現(xiàn)交通可持續(xù)發(fā)展的必由之路。其中，電動汽車以其在使用過程中超低排放/零排放、能源利用多元化和高效化、便于實現(xiàn)智能化控制等方面的優(yōu)勢備受推崇，正呈現(xiàn)出加速迅猛發(fā)展的態(tài)勢。
　　 而電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)作為電動汽車的核心部件，其性能優(yōu)劣直接決定了整車性能。考慮到稀土永磁材料的稀缺性與價格因素，開關(guān)磁阻電機(jī)（Switched Reluctance Motor，S

2、RM）驅(qū)動系統(tǒng)，作為一種依靠磁阻轉(zhuǎn)矩工作的無永磁體、無刷、高性能電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)，具有較好的理論意義與應(yīng)用價值，正受到國內(nèi)外高校、研究院所及企業(yè)的廣泛重視。然而，與永磁無刷電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)相比，SRM驅(qū)動系統(tǒng)所固有的效率低、功率密度低、轉(zhuǎn)矩脈動大、噪音震動大等缺點，限制了該驅(qū)動系統(tǒng)的進(jìn)一步推廣應(yīng)用。
　　 本文針對輕量化純電動汽車的應(yīng)用背景，在傳統(tǒng)全齒繞開關(guān)磁阻電機(jī)的基礎(chǔ)上，提出了一種新型半齒繞開關(guān)磁阻電機(jī)，在無需改變定、轉(zhuǎn)子沖片的前提

3、下僅改變繞組結(jié)構(gòu)即可提高電機(jī)的性能，尤其是轉(zhuǎn)矩輸出能力與可靠性。論文通過理論分析、電機(jī)本體有限元仿真、驅(qū)動系統(tǒng)仿真與實驗研究，證明了該新型半齒繞開關(guān)磁阻電機(jī)確實比傳統(tǒng)全齒繞開關(guān)磁阻電機(jī)的轉(zhuǎn)矩（功率）輸出能力更強(qiáng)。
　　 論文主要研究內(nèi)容如下:
　　 (1)提出了新型半齒繞開關(guān)磁阻電機(jī)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，分析了該電機(jī)的工作原理，并從理論上證明了在不考慮磁場飽和與本體尺寸完全相同的條件下，半齒繞開關(guān)磁阻電機(jī)可以產(chǎn)生兩倍的電磁轉(zhuǎn)矩;<

4、br>　　 (2)基于有限元商業(yè)軟件ANSYS，建立了開關(guān)磁阻電機(jī)參數(shù)化交互式有限元分析仿真模型，并對兩種繞組結(jié)構(gòu)的開關(guān)磁阻電機(jī)進(jìn)行了詳細(xì)的靜態(tài)電磁特性分析及性能比較;
　　 (3)基于Matlab/Simulink平臺，分別建立了一臺三相12/8結(jié)構(gòu)的全齒繞與半齒繞開關(guān)磁阻驅(qū)動系統(tǒng)的仿真模型，并進(jìn)行了詳細(xì)的調(diào)速系統(tǒng)性能分析及比較，包括恒轉(zhuǎn)矩區(qū)、恒功率區(qū)及動態(tài)特性;
　　 (4)根據(jù)開關(guān)磁阻電機(jī)的特性，設(shè)計了基于TMS