本文關(guān)鍵詞：混合動力汽車用調(diào)制環(huán)內(nèi)置式無刷雙轉(zhuǎn)子電機的研究

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【摘要】：目前的混合動力系統(tǒng)中,最成熟的是基于行星齒輪的電控?zé)o級變速系統(tǒng)。然而該系統(tǒng)的核心部件行星齒輪是純機械式結(jié)構(gòu),不可避免地存在振動、噪聲、磨損等問題。為解決上述問題,很多學(xué)者提出了基于復(fù)合結(jié)構(gòu)電機的純電氣式方案。然而這些復(fù)合結(jié)構(gòu)電機多為有刷結(jié)構(gòu),其可靠性差,轉(zhuǎn)子容易過熱的問題極大地限制了它們的發(fā)展。本文研究的調(diào)制環(huán)內(nèi)置式無刷雙轉(zhuǎn)子電機(Interior-Modulating-Ring Brushless Double-Rotor Machine,IMR-BDRM)是基于磁場調(diào)制原理的新型復(fù)合結(jié)構(gòu)電機。該電機與一臺普通電機配合,不僅可以取代基于行星齒輪的無級變速系統(tǒng),同時還解決了以往有刷方案可靠性差,轉(zhuǎn)子容易過熱的問題。本文主要對IMR-BDRM展開深入的研究,主要研究工作包括以下幾個方面:首先,分析了IMR-BDRM的工作原理。通過磁場解析的方法推導(dǎo)了永磁轉(zhuǎn)子、調(diào)制環(huán)轉(zhuǎn)子和定子電樞磁場三者之間極對數(shù)、轉(zhuǎn)速和電磁轉(zhuǎn)矩滿足的數(shù)學(xué)表達式,并建立有限元仿真模型對解析結(jié)果進行驗證。之后對IMR-BDRM和行星齒輪進行對比,證明兩者在功能上具有一致性。其次,對IMR-BDRM磁場分布規(guī)律進行分析。對比了IMR-BDRM和傳統(tǒng)磁場調(diào)制型無刷雙轉(zhuǎn)子電機氣隙磁場的分布特點,從磁場角度對兩者電磁性能的差異做出解釋。研究了導(dǎo)磁塊永磁體配比及電機的結(jié)構(gòu)參數(shù)對氣隙磁場的影響,為電機方案選擇奠定了基礎(chǔ)。再次,為了提高IMR-BDRM的電磁性能,對電機轉(zhuǎn)矩及功率因數(shù)進行研究。通過虛位移法和相量圖法分別對電機的電磁轉(zhuǎn)矩和功率因數(shù)表達式進行推導(dǎo)。根據(jù)分析結(jié)果,運用有限元仿真研究了電機結(jié)構(gòu)參數(shù)對電機電磁性能的影響,為確定最終方案提供依據(jù)。最后,針對IMR-BDRM鐵耗大的特點,對電機的鐵耗分布進行分析。研究了不同工作狀態(tài)下電機各個區(qū)域鐵耗的變化規(guī)律。針對電機鐵耗的成因,提出了一種正弦磁導(dǎo)模型,通過改善氣隙磁導(dǎo)波形,進而削弱諧波磁場的含量,實現(xiàn)減少電機鐵耗的目的。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U469.7

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本文編號：1171088