【摘要】：目前,新能源汽車技術(shù)的研究和發(fā)展已成為全球汽車行業(yè)的熱點,各個國家都在積極地推進電動汽車技術(shù)的發(fā)展,市場上已有多款成熟的電動汽車產(chǎn)品,且電動汽車是解決日益嚴(yán)重的環(huán)境污染問題和石油資源危機的有效途徑。機電耦合傳動系統(tǒng)是一種典型的機電系統(tǒng),在車輛領(lǐng)域中的應(yīng)用十分廣泛。在工程實際中,機電耦合效應(yīng)使機電傳動系統(tǒng)表現(xiàn)出十分復(fù)雜的動力學(xué)特性,目前國內(nèi)外主要研究傳統(tǒng)汽車動力傳動系統(tǒng)扭轉(zhuǎn)振動問題,純電動汽車傳動系統(tǒng)扭振問題的研究還在起步階段。本文研究電機參數(shù)及外部激勵對傳動系統(tǒng)非線性特性的影響。結(jié)合電機學(xué)、電磁理論和機電分析動力學(xué)理論,推導(dǎo)出的電磁轉(zhuǎn)矩表達(dá)式,建立純電動汽車機電耦合傳動系統(tǒng)非線性扭轉(zhuǎn)振動模型。利用多尺度法求解振動方程在主共振情況下的一次近似解,對傳動系統(tǒng)頻率響應(yīng)方程進行求解,并對解的穩(wěn)定性進行分析。通過研究系統(tǒng)不穩(wěn)定區(qū)域隨內(nèi)功率因數(shù)角、安匝數(shù)、極對數(shù)和磁路飽和系數(shù)等電機參數(shù)的變化,可以看出電機參數(shù)的改變會導(dǎo)致純電動汽車傳動系統(tǒng)共振及不穩(wěn)定區(qū)域的增大,從而導(dǎo)致傳動系統(tǒng)出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象。通過研究純電動汽車機電耦合傳動系統(tǒng)非線性扭轉(zhuǎn)振動模型,求解機電耦合情況下無擾動Hamilton系統(tǒng)的平衡點,并且利用Melnikov法求解分岔閾值曲線,分析動態(tài)機械負(fù)載對純電動汽車機電耦合傳動系統(tǒng)非線性動力學(xué)行為的影響。通過上述研究分析可知,電機設(shè)計過程中需要將電機各個參數(shù)控制在合理范圍內(nèi),從而提高機電耦合傳動系統(tǒng)扭轉(zhuǎn)振動的穩(wěn)定運行。純電動汽車機電耦合傳動系統(tǒng)由于激勵的影響,具有周期、擬周期和混沌等復(fù)雜的非線性動力學(xué)行為。某些工況下純電動汽車機電耦合傳動系統(tǒng)受到非周期沖擊干擾力作用,產(chǎn)生較大強度動載荷并引起非線性扭振,嚴(yán)重影響純電動汽車傳動系統(tǒng)的可靠性和耐久性。基于Melnikov理論分析研究傳動系統(tǒng)的分岔和混沌特性,從而求解系統(tǒng)穩(wěn)定性運行邊界條件,避免純電動汽車出現(xiàn)不穩(wěn)定工況。
【學(xué)位授予單位】：山東交通學(xué)院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：U469.72
【圖文】：

倍周期運動和混沌的近似閾值，研究結(jié)果表明，系統(tǒng)在外部激勵幅值的變化時系統(tǒng)經(jīng)倍周期分岔進入混沌運動的過程，在一定范圍內(nèi)，外部激勵值的增大，會增大系統(tǒng)產(chǎn)生混沌的可能性。所以通過分析外激勵幅值與系統(tǒng)發(fā)生混沌現(xiàn)象的關(guān)系，從而給出穩(wěn)定運行的邊界條件。1.3.2 技術(shù)路線

到永磁同步電動機的電壓方程[44]：0 1 1 1 10 1 1d ad q aqd d q qU E I R jI X jI X jI XE I R jI X jI X= + + + += + + + 空載反電動勢有效值，由永磁氣隙基波磁場產(chǎn)生；U 為外定子相電流有效值；1R 為定子繞組相電阻；adX ，aqX 為直1X 為定子漏抗；dX 為直軸同步電抗；qX 為交軸同步電抗11,.d adq aqX X XX X X = + = + 電流、qI 交軸電樞電流：11sin ,cos .dqI II Iψψ = = I1 與0E 間的夾角，稱為內(nèi)功率因數(shù)角，1I 超前0E 時為正

3 1 21 4cos cos 26 3k = b ψ +bψ.2 機電耦合扭振系統(tǒng)模型建立純電動汽車傳動系統(tǒng)主要由機械轉(zhuǎn)子、支持軸、電機、聯(lián)結(jié)軸、減速器以及軸等部件組成。其中包括彈性部件和慣性部件，所以實際的研究過程中，純電車傳動系統(tǒng)可以看成一個復(fù)雜的多質(zhì)量彈性系統(tǒng)。忽略系統(tǒng)連接之間的影響，將轉(zhuǎn)子系統(tǒng)和傳動系統(tǒng)進行簡化，根據(jù)集中質(zhì)量以建立如圖 2.2 所示的電機-機械機電耦合傳動系統(tǒng)二質(zhì)體模型，對純電動汽動系統(tǒng)機電耦合扭轉(zhuǎn)振動特性進行分析。圖中，eT 是電磁轉(zhuǎn)矩，LT 是負(fù)載轉(zhuǎn)矩C 為系統(tǒng)的阻尼， K 為線性扭轉(zhuǎn)剛度，1J ，2J 分別為電機轉(zhuǎn)子和機械負(fù)載的轉(zhuǎn)量，1φ ， φ 2分別為電機和機械負(fù)載在工作中的扭轉(zhuǎn)角度。

【參考文獻】

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本文編號：2754049