12/10六相开关磁阻起动/发电机与内燃机匹配及起动性能研究

摘要

由于开关磁阻电机（SRM）具有结构简单坚固、低成本、高容错运行能力、低速、高转矩能力、高能量密度和高温运行能力等优良特性，目前已经越来越广泛地应用于航空和汽车上的起动/发电系统（S/GS）。作为ISAD系统的重要一部分，SRM的起动性能成为本论文的研究目标。本文将以新型的，六相12/10 SRM作为研究对象，以有限元法作为研究方法来开展一系列工作。 本文研究了SRM的基本理论，给出了六相12/10 SRM的各种结构参数的设计；结合内燃机的功率、扭矩和总阻力矩等各项性能对SRM的匹配性能作了研究；在研究内燃机的起动过程阻力和起动动力的基础上对12/10 SRM的静、动态的特性作了研究（其中静态是电机的堵转特性，动态是电机的在开通角固定、关断角取不同值时的起动特性），并与8/6 SRM的起动特性作了比较研究，起动研究是以EDA电机设计软件ANSOFT为仿真平台；分三个专题，先是对SRM气隙特性进行了研究，其次以有限元法对电机的电磁场和温度场的研究进行了初步探讨，最后对不同结构电机的起动特性进行比较研究；搭建实验台，对12/10 SRM在1/2和1/3周期导通下的起动特性进行了实验。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

引言

1.1混合动力系统概况

1.2 ISAD系统概况

1.3课题背景

1.4 ISAD的研究动向

1.4.1混合动力汽车系统的研究动向

1.4.2开关磁阻电机的研究动向

1.5本论文的主要研究内容

1.6总结

第二章开关磁阻电机的基本理论

引言

2.1开关磁阻电机的基本理论

2.1.1开关磁阻电机的基本结构

2.1.2开关磁阻电机的基本方程

2.2开关磁阻电机数学模型的求解方法

2.3开关磁阻电机调速系统

2.3.1开关磁阻电机调速系统基本组成

2.3.2开关磁阻电机调速系统的基本控制策略

2.4总结

第三章内燃机要求与SRM的匹配设计

引言

3.1项目的主要技术目标

3.2起动电机的功率选择

3.3 SRM主要结构参数及设计

3.4总结

第四章SRM起动性能研究

引言

4.1发动机的起动过程及特点

4.2电动机起动运行分析

4.3电机堵转特性分析

4.4固定开通角的起动特性(动态特性)

4.4.1 12/10 SPM的起动特性

4.4.2 8/6 SRM固定开通角的起动特性

4.5总结

第五章专题研究

引言

专题一电机气隙研究

5.1.1原理及基本公式

5.1.2气隙对SRM转矩的影响

5.1.3总结

专题二有限元研究

5.2.1基于Maxwell2D的SRM电磁场的有限元仿真

5.2.2开关磁阻电机物理模型的基本假设

5.2.3 SRM基于有限元的温度场研究

5.2.4总结

专题三不同结构电机的起动特性研究

5.3.1不同结构SRM的矩角特性

5.3.2绕组连接方式对SRM起动转矩的影响

5.3.3总结

第六章SRM的起动实验

引言

6.1实验台

6.2实验结果

6.3总结

第七章总结与展望

参考文献

致 谢

作者在攻读硕士学位期间发表论文