電動(dòng)汽車用開關(guān)磁阻電機(jī)振動(dòng)產(chǎn)生機(jī)理及抑制策略研究
發(fā)布時(shí)間:2021-10-15 18:30
電動(dòng)汽車作為新型交通工具,具有能耗低、污染小的特點(diǎn),能夠有效解決交通帶來的巨大能源消耗與環(huán)境污染問題。驅(qū)動(dòng)電機(jī)及其控制系統(tǒng)作為電動(dòng)汽車三大核心技術(shù)之一,其性能優(yōu)劣將直接影響電動(dòng)汽車整體性能。開關(guān)磁阻電機(jī)(Switched Reluctance Motor,SRM)從其誕生以來一直受到學(xué)術(shù)界及產(chǎn)業(yè)界關(guān)注,其在最高效率、效率平臺(tái)寬度、功率密度等方面與目前公認(rèn)性能指標(biāo)最好的永磁電機(jī)差別并不明顯,甚至在高速時(shí)效率及調(diào)速性能更勝于永磁電機(jī)。但是,由于其雙凸極特性,使得其電流激勵(lì)不連續(xù),造成其運(yùn)行時(shí)振動(dòng)噪聲明顯大于永磁電機(jī),導(dǎo)致用戶體驗(yàn)不佳,尤其在電動(dòng)汽車等講究舒適性的眾多行業(yè)中難以推廣應(yīng)用。然而,開關(guān)磁阻電機(jī)相比永磁電機(jī),無需稀土永磁材料,從稀土資源不可再生,以及磁鋼高溫易退磁的致命缺陷來看,開關(guān)磁阻電機(jī)具有更廣泛的發(fā)展空間和應(yīng)用需求。因此,研究電動(dòng)汽車用開關(guān)磁阻電機(jī)振動(dòng)產(chǎn)生機(jī)理及抑制策略具有重要的學(xué)術(shù)意義與應(yīng)用價(jià)值。本文主要研究了開關(guān)磁阻電機(jī)振動(dòng)產(chǎn)生機(jī)理及其抑制策略。首先對(duì)振動(dòng)與電參數(shù)相關(guān)性進(jìn)行定性分析,并基于此相關(guān)性,初步建立了振動(dòng)加速度基礎(chǔ)模型;在此基礎(chǔ)上,進(jìn)一步對(duì)振動(dòng)與電參數(shù)的相關(guān)性進(jìn)行...
【文章來源】:東南大學(xué)江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:119 頁
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 研究背景
1.1.1 電動(dòng)汽車用開關(guān)磁阻電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)背景概述
1.1.2 問題的提出
1.2 開關(guān)磁阻電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)介
1.2.1 開關(guān)磁阻電機(jī)本體結(jié)構(gòu)及工作原理
1.2.2 開關(guān)磁阻電機(jī)基本控制方式
1.3 開關(guān)磁阻電機(jī)振動(dòng)噪聲研究現(xiàn)狀
1.3.1 開關(guān)磁阻電機(jī)振動(dòng)模型研究現(xiàn)狀
1.3.2 開關(guān)磁阻電機(jī)振動(dòng)抑制策略研究現(xiàn)狀
1.4 研究意義與內(nèi)容
1.5 本文結(jié)構(gòu)
第二章 開關(guān)磁阻電機(jī)振動(dòng)機(jī)理及基礎(chǔ)建模研究
2.1 引言
2.2 振動(dòng)機(jī)理研究
2.3 振動(dòng)相關(guān)性定性分析及基礎(chǔ)建模方法研究
2.3.1 振動(dòng)沖激相關(guān)性分析
2.3.2 振動(dòng)沖激相關(guān)性驗(yàn)證
2.3.3 自然振蕩驗(yàn)證
2.3.4 固有頻率分析
2.3.5 建模方法研究
2.4 仿真模型搭建及結(jié)果驗(yàn)證
2.4.1 仿真模型搭建
2.4.2 仿真結(jié)果驗(yàn)證
2.5 本章小結(jié)
第三章 開關(guān)磁阻電機(jī)振動(dòng)快速建模方法研究
3.1 引言
3.2 快速建模方法研究
3.3 模型參數(shù)研究
3.3.1 固有頻率
3.3.2 振動(dòng)加速度峰值
3.3.3 阻尼系數(shù)
3.4 仿真模型搭建及結(jié)果驗(yàn)證
3.4.1 仿真模型搭建
3.4.2 仿真結(jié)果驗(yàn)證
3.5 本章小結(jié)
第四章 基于最優(yōu)開關(guān)角度選取的振動(dòng)抑制方法
4.1 引言
4.2 電流及振動(dòng)諧波階數(shù)研究
4.2.1 諧波階數(shù)解析推導(dǎo)
4.2.2 共振情況
4.2.3 仿真驗(yàn)證
4.3 基于最優(yōu)角度選取的振動(dòng)諧波抑制方法
4.3.1 解析推導(dǎo)電流諧波及最優(yōu)開關(guān)角
4.3.2 仿真驗(yàn)證
4.4 考慮效率情況下的最優(yōu)開關(guān)角選取
4.5 本章小結(jié)
第五章 基于擾頻理論的隨機(jī)開通角振動(dòng)抑制方法
5.1 引言
5.2 基于擾頻理論的隨機(jī)開通角方法
5.3 開通角變化范圍對(duì)隨機(jī)開通角方法的影響
5.4 兩相交疊寬度對(duì)隨機(jī)開通角方法的影響
5.5 隨機(jī)開通角方法對(duì)轉(zhuǎn)矩和效率的影響
5.6 本章小結(jié)
第六章 實(shí)測(cè)驗(yàn)證與分析
6.1 實(shí)測(cè)平臺(tái)
6.2 硬件平臺(tái)
6.3 軟件平臺(tái)
6.3.1 基本軟件平臺(tái)
6.3.2 隨機(jī)開通角方法的實(shí)現(xiàn)
6.4 實(shí)測(cè)仿真結(jié)果對(duì)比
6.4.1 基于LSSVM及模態(tài)疊加的振動(dòng)模型仿真實(shí)測(cè)結(jié)果對(duì)比
6.4.2 基于解析的振動(dòng)快速計(jì)算模型仿真實(shí)測(cè)結(jié)果對(duì)比
6.4.3 基于最優(yōu)角度選取的共振抑制方法實(shí)測(cè)結(jié)果
6.5 結(jié)果對(duì)比
第七章 總結(jié)與展望
7.1 本文工作總結(jié)
7.2 未來工作展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄
作者攻讀博士學(xué)位期間取得的研究成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]汽車新型能源動(dòng)力系統(tǒng)技術(shù)戰(zhàn)略與研發(fā)進(jìn)展[J]. 歐陽明高. 內(nèi)燃機(jī)學(xué)報(bào). 2008(S1)
博士論文
[1]電動(dòng)汽車用開關(guān)磁阻電機(jī)低轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)控制系統(tǒng)研究[D]. 高旭東.哈爾濱理工大學(xué) 2018
[2]基于有取向硅鋼的軸向磁通開關(guān)磁阻電機(jī)分析和設(shè)計(jì)[D]. 馬霽旻.華中科技大學(xué) 2017
[3]開關(guān)磁阻電機(jī)的振動(dòng)和轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)抑制研究[D]. 張?chǎng)?山東大學(xué) 2016
[4]電動(dòng)車開關(guān)磁阻電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)研究[D]. 程鶴.中國礦業(yè)大學(xué) 2015
[5]基于開關(guān)磁阻電機(jī)的汽車ISAD系統(tǒng)研究與實(shí)踐[D]. 全力.南京航空航天大學(xué) 2007
[6]航空高壓直流開關(guān)磁阻起動(dòng)/發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的研究[D]. 嚴(yán)加根.南京航空航天大學(xué) 2006
碩士論文
[1]基于電流環(huán)的開關(guān)磁阻電機(jī)振動(dòng)抑制方法[D]. 張銘書.東南大學(xué) 2018
本文編號(hào):3438423
【文章來源】:東南大學(xué)江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:119 頁
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 研究背景
1.1.1 電動(dòng)汽車用開關(guān)磁阻電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)背景概述
1.1.2 問題的提出
1.2 開關(guān)磁阻電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)介
1.2.1 開關(guān)磁阻電機(jī)本體結(jié)構(gòu)及工作原理
1.2.2 開關(guān)磁阻電機(jī)基本控制方式
1.3 開關(guān)磁阻電機(jī)振動(dòng)噪聲研究現(xiàn)狀
1.3.1 開關(guān)磁阻電機(jī)振動(dòng)模型研究現(xiàn)狀
1.3.2 開關(guān)磁阻電機(jī)振動(dòng)抑制策略研究現(xiàn)狀
1.4 研究意義與內(nèi)容
1.5 本文結(jié)構(gòu)
第二章 開關(guān)磁阻電機(jī)振動(dòng)機(jī)理及基礎(chǔ)建模研究
2.1 引言
2.2 振動(dòng)機(jī)理研究
2.3 振動(dòng)相關(guān)性定性分析及基礎(chǔ)建模方法研究
2.3.1 振動(dòng)沖激相關(guān)性分析
2.3.2 振動(dòng)沖激相關(guān)性驗(yàn)證
2.3.3 自然振蕩驗(yàn)證
2.3.4 固有頻率分析
2.3.5 建模方法研究
2.4 仿真模型搭建及結(jié)果驗(yàn)證
2.4.1 仿真模型搭建
2.4.2 仿真結(jié)果驗(yàn)證
2.5 本章小結(jié)
第三章 開關(guān)磁阻電機(jī)振動(dòng)快速建模方法研究
3.1 引言
3.2 快速建模方法研究
3.3 模型參數(shù)研究
3.3.1 固有頻率
3.3.2 振動(dòng)加速度峰值
3.3.3 阻尼系數(shù)
3.4 仿真模型搭建及結(jié)果驗(yàn)證
3.4.1 仿真模型搭建
3.4.2 仿真結(jié)果驗(yàn)證
3.5 本章小結(jié)
第四章 基于最優(yōu)開關(guān)角度選取的振動(dòng)抑制方法
4.1 引言
4.2 電流及振動(dòng)諧波階數(shù)研究
4.2.1 諧波階數(shù)解析推導(dǎo)
4.2.2 共振情況
4.2.3 仿真驗(yàn)證
4.3 基于最優(yōu)角度選取的振動(dòng)諧波抑制方法
4.3.1 解析推導(dǎo)電流諧波及最優(yōu)開關(guān)角
4.3.2 仿真驗(yàn)證
4.4 考慮效率情況下的最優(yōu)開關(guān)角選取
4.5 本章小結(jié)
第五章 基于擾頻理論的隨機(jī)開通角振動(dòng)抑制方法
5.1 引言
5.2 基于擾頻理論的隨機(jī)開通角方法
5.3 開通角變化范圍對(duì)隨機(jī)開通角方法的影響
5.4 兩相交疊寬度對(duì)隨機(jī)開通角方法的影響
5.5 隨機(jī)開通角方法對(duì)轉(zhuǎn)矩和效率的影響
5.6 本章小結(jié)
第六章 實(shí)測(cè)驗(yàn)證與分析
6.1 實(shí)測(cè)平臺(tái)
6.2 硬件平臺(tái)
6.3 軟件平臺(tái)
6.3.1 基本軟件平臺(tái)
6.3.2 隨機(jī)開通角方法的實(shí)現(xiàn)
6.4 實(shí)測(cè)仿真結(jié)果對(duì)比
6.4.1 基于LSSVM及模態(tài)疊加的振動(dòng)模型仿真實(shí)測(cè)結(jié)果對(duì)比
6.4.2 基于解析的振動(dòng)快速計(jì)算模型仿真實(shí)測(cè)結(jié)果對(duì)比
6.4.3 基于最優(yōu)角度選取的共振抑制方法實(shí)測(cè)結(jié)果
6.5 結(jié)果對(duì)比
第七章 總結(jié)與展望
7.1 本文工作總結(jié)
7.2 未來工作展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄
作者攻讀博士學(xué)位期間取得的研究成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]汽車新型能源動(dòng)力系統(tǒng)技術(shù)戰(zhàn)略與研發(fā)進(jìn)展[J]. 歐陽明高. 內(nèi)燃機(jī)學(xué)報(bào). 2008(S1)
博士論文
[1]電動(dòng)汽車用開關(guān)磁阻電機(jī)低轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)控制系統(tǒng)研究[D]. 高旭東.哈爾濱理工大學(xué) 2018
[2]基于有取向硅鋼的軸向磁通開關(guān)磁阻電機(jī)分析和設(shè)計(jì)[D]. 馬霽旻.華中科技大學(xué) 2017
[3]開關(guān)磁阻電機(jī)的振動(dòng)和轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)抑制研究[D]. 張?chǎng)?山東大學(xué) 2016
[4]電動(dòng)車開關(guān)磁阻電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)研究[D]. 程鶴.中國礦業(yè)大學(xué) 2015
[5]基于開關(guān)磁阻電機(jī)的汽車ISAD系統(tǒng)研究與實(shí)踐[D]. 全力.南京航空航天大學(xué) 2007
[6]航空高壓直流開關(guān)磁阻起動(dòng)/發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的研究[D]. 嚴(yán)加根.南京航空航天大學(xué) 2006
碩士論文
[1]基于電流環(huán)的開關(guān)磁阻電機(jī)振動(dòng)抑制方法[D]. 張銘書.東南大學(xué) 2018
本文編號(hào):3438423
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