發(fā)布時(shí)間：2020-06-12 01:36

【摘要】：隨著城市化發(fā)展的加快,我國(guó)的汽車(chē)保有量迅速增加,能源短缺和環(huán)境污染問(wèn)題日益突出,汽車(chē)節(jié)能減排的問(wèn)題越來(lái)越得到重視。皮帶傳送啟動(dòng)/發(fā)電機(jī)(Belt-driven Starter Generator,BSG)是一種弱混合動(dòng)力技術(shù),在快速啟動(dòng)、快速停車(chē)及回收制動(dòng)能量方面表現(xiàn)良好,可以有效地實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。由于對(duì)傳統(tǒng)汽車(chē)的結(jié)構(gòu)改動(dòng)較小,增加的生產(chǎn)成本相對(duì)較低,BSG性?xún)r(jià)比較高。與感應(yīng)電機(jī)和永磁電機(jī)相比,開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)(Switched Reluctance Motor,SRM)是BSG的理想選擇,其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、魯棒性高,并且可以在一些惡劣的環(huán)境中工作。本文在混合動(dòng)力車(chē)輛技術(shù)國(guó)家地方聯(lián)合工程研究中心建設(shè)經(jīng)費(fèi)的資助下,以一臺(tái)新型16/10分塊式SRM(SSRM)為研究對(duì)象,對(duì)其電磁特性、轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)、容錯(cuò)性、鐵芯損耗、實(shí)時(shí)等效磁路建模等方面進(jìn)行了重點(diǎn)研究。主要研究?jī)?nèi)容如下:1、闡明了 SSRM的基本原理和控制方法,介紹了新型16/10結(jié)構(gòu)SSRM的樣機(jī)結(jié)構(gòu)和各部件的尺寸�；谠敿�(xì)的零部件結(jié)構(gòu)參數(shù),建立了 SSRM的3D有限元分析模型。在此基礎(chǔ)上,研究了 SSRM的靜態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性,包括磁通密度、磁鏈、電感、靜態(tài)轉(zhuǎn)矩、動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)、容錯(cuò)性等。此外,SSRM與一臺(tái)8/6結(jié)構(gòu)SRM進(jìn)行了電磁特性對(duì)比分析。仿真結(jié)果顯示SSRM的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)較小,且輸出轉(zhuǎn)矩較大。在一相出現(xiàn)斷路的情況下,SSRM表現(xiàn)出較好的容錯(cuò)能力。在出現(xiàn)故障時(shí),車(chē)輛仍能正常行駛,保持穩(wěn)定的動(dòng)力。2、闡明了磁飽和、漏磁鏈和焦耳損耗對(duì)SSRM鐵芯損耗的影響規(guī)律,建立了包含增量漏電感△LL,增量等效繞組電阻RIW,增量磁化電感ALM和增量等效鐵芯損耗電阻RIEC在內(nèi)的鐵芯損耗非線性模型�；谛滦头蔷�性集總參數(shù)等效電路模型,提出了 SSRM鐵芯損耗的精確計(jì)算方法。在該算法中,同時(shí)考慮RIw和△LL,以及ALM和RIEC,從而保證了它們與電流一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系。該方法為SSRM的優(yōu)化設(shè)計(jì)、熱分析和精確控制研究奠定了基礎(chǔ)。3、介紹了幾種常見(jiàn)的SRM建模方法,并提出了一種新型的實(shí)時(shí)等效磁路(real-time magnetic equivalent circuit,RT-MEC)建模方法�；跉庀洞抛�、槽漏磁阻和鐵芯磁阻,建立了 SSRM實(shí)時(shí)等效磁路模型。利用所提出的模型和SSRM的特殊結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化RT-MEC模型,該模型被轉(zhuǎn)換為10 X 10的方形矩陣系統(tǒng)。在此基礎(chǔ)上,提出了一種可以實(shí)現(xiàn)該模型的實(shí)時(shí)仿真分析的新算法。與Gauss-Seidel迭代法相比,該方法降低了關(guān)于矩陣的迭代反演的收斂問(wèn)題,并且計(jì)算量小、工作穩(wěn)定。該模型的實(shí)時(shí)仿真對(duì)于搭建汽車(chē)的聯(lián)合仿真平臺(tái)具有重要的意義。4、基于實(shí)驗(yàn)的要求,分別搭建了 SSRM靜態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性的實(shí)驗(yàn)臺(tái)架。在此基礎(chǔ)上,利用臺(tái)架測(cè)得了 SSRM電磁特性、轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)、容錯(cuò)性、鐵芯損耗、實(shí)時(shí)等效磁路建模等方面的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,并且對(duì)比分析了仿真結(jié)果與實(shí)驗(yàn)測(cè)量結(jié)果。對(duì)比結(jié)果表明SSRM轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)較小、輸出轉(zhuǎn)矩較大、容錯(cuò)性較好,驗(yàn)證了在鐵芯損耗計(jì)算方法和實(shí)時(shí)等效磁路建模方面的理論分析的有效性和正確性。
【圖文】：

于ＰＳＡ、奔馳和Ｓｍａｒｔ等．車(chē)型中Ｄ馬自達(dá)的Ｓｍａｒｔ邋Ｉｄｌｅ邋Ｓｔｏｐ邋Ｓｙｓｔｅｍ系統(tǒng)與前兩逡逑種大不相同，啟動(dòng)機(jī)只起到輔助作用，發(fā)動(dòng)機(jī)自己完成重啟的過(guò)程，優(yōu)點(diǎn)是肩逡逑動(dòng)時(shí)間很短，應(yīng)用于馬自達(dá)等車(chē)型中。圖１２是一款由大陸集，團(tuán)生產(chǎn)的ＢＳＧ電逡逑機(jī)。奇瑞汽車(chē)Ａ５系列采用的是雷米公司生產(chǎn)的ＢＳＧ電機(jī)，但是國(guó)內(nèi)的車(chē)型主逡逑要采用的是１＃世的ＳＭＧ技術(shù)，例如一汽大眾、長(zhǎng)安馬自達(dá)、華晨寶馬、吉利逡逑汽車(chē)等。逡逑＾邐＝邋發(fā)動(dòng)機(jī)邋ｍ邋變速器逡逑帶＿邐ｐ離合器＊—逡逑機(jī)逡逑構(gòu)一Ｊ邐ｕ邐ｕ邐逡逑ｎ￣ｒｉｚ邋ｂｓｇ邋＝控制電路＝控制器逡逑蓄電池＝ＤＣ／ＤＣ逡逑圖１．１邋ＢＳＧ系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示？意圖逡逑Ｆｉｇ．邋１．１．邋Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ＢＳＧ邋ｓｙｓｔｅｍ逡逑圖１．２大陸集團(tuán)生產(chǎn)的ＢＳＧ電機(jī)逡逑Ｆｉｇ．邋１．２．邋ＢＳＧ邋ｍｏｔｏｒ邋ｐｒｏｄｕｃｅｄ邋ｂｙ邋Ｃｏｎｔｉｎｅｎｔａｌ邋ＡＧ逡逑ＢＳＧ系統(tǒng)包括ＢＳＧ電機(jī)、控制器及其外部硬件電路，其中ＢＳＧ電機(jī)為主逡逑要驅(qū)動(dòng)部件�，F(xiàn)階段的ＢＳＧ電機(jī)主要包括感應(yīng)電機(jī)和永磁電機(jī)ｆ１＇文獻(xiàn)［１５］中，逡逑白國(guó)軍設(shè)計(jì)了一臺(tái)４８Ｖ的電機(jī)，根據(jù)設(shè)計(jì)的要求建立了電機(jī)的有限元模型，分逡逑析了其電磁特性，然后對(duì)電機(jī)的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，滿(mǎn)足了電機(jī)設(shè)計(jì)的要求。逡逑３逡逑

于ＰＳＡ、奔馳和Ｓｍａｒｔ等．車(chē)型中Ｄ馬自達(dá)的Ｓｍａｒｔ邋Ｉｄｌｅ邋Ｓｔｏｐ邋Ｓｙｓｔｅｍ系統(tǒng)與前兩逡逑種大不相同，啟動(dòng)機(jī)只起到輔助作用，發(fā)動(dòng)機(jī)自己完成重啟的過(guò)程，優(yōu)點(diǎn)是肩逡逑動(dòng)時(shí)間很短，，應(yīng)用于馬自達(dá)等車(chē)型中。圖１２是一款由大陸集，團(tuán)生產(chǎn)的ＢＳＧ電逡逑機(jī)。奇瑞汽車(chē)Ａ５系列采用的是雷米公司生產(chǎn)的ＢＳＧ電機(jī)，但是國(guó)內(nèi)的車(chē)型主逡逑要采用的是１＃世的ＳＭＧ技術(shù)，例如一汽大眾、長(zhǎng)安馬自達(dá)、華晨寶馬、吉利逡逑汽車(chē)等。逡逑＾邐＝邋發(fā)動(dòng)機(jī)邋ｍ邋變速器逡逑帶＿邐ｐ離合器＊—逡逑機(jī)逡逑構(gòu)一Ｊ邐ｕ邐ｕ邐逡逑ｎ￣ｒｉｚ邋ｂｓｇ邋＝控制電路＝控制器逡逑蓄電池＝ＤＣ／ＤＣ逡逑圖１．１邋ＢＳＧ系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示？意圖逡逑Ｆｉｇ．邋１．１．邋Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ＢＳＧ邋ｓｙｓｔｅｍ逡逑圖１．２大陸集團(tuán)生產(chǎn)的ＢＳＧ電機(jī)逡逑Ｆｉｇ．邋１．２．邋ＢＳＧ邋ｍｏｔｏｒ邋ｐｒｏｄｕｃｅｄ邋ｂｙ邋Ｃｏｎｔｉｎｅｎｔａｌ邋ＡＧ逡逑ＢＳＧ系統(tǒng)包括ＢＳＧ電機(jī)、控制器及其外部硬件電路，其中ＢＳＧ電機(jī)為主逡逑要驅(qū)動(dòng)部件�，F(xiàn)階段的ＢＳＧ電機(jī)主要包括感應(yīng)電機(jī)和永磁電機(jī)ｆ１＇文獻(xiàn)［１５］中，逡逑白國(guó)軍設(shè)計(jì)了一臺(tái)４８Ｖ的電機(jī)，根據(jù)設(shè)計(jì)的要求建立了電機(jī)的有限元模型，分逡逑析了其電磁特性，然后對(duì)電機(jī)的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，滿(mǎn)足了電機(jī)設(shè)計(jì)的要求。逡逑３逡逑
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：U469.7

【參考文獻(xiàn)】

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3 田晶;朱學(xué)忠;周翔;;開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的鐵損分析與計(jì)算[J];機(jī)電工程;2015年02期

4 謝海良;王愛(ài)花;;車(chē)用開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的準(zhǔn)線性數(shù)學(xué)建模與仿真[J];電子測(cè)試;2015年01期

5 陳小元;彭亦z0;;基于電流補(bǔ)償策略的轉(zhuǎn)矩分配函數(shù)法抑制整距繞組分塊轉(zhuǎn)子SRM的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)[J];電工技術(shù)學(xué)報(bào);2014年01期

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本文編號(hào)：2708806