混合动力车用自由活塞横向磁通永磁直线发电机的研究

摘要

近年来，由于横向磁通电机具有力密度大、功率密度高等特点而越来越受到广泛的关注与应用，因此本文中主要对与自由活塞式发动机结合用于串联式混合动力车新型结构的横向磁通永磁直线发电机进行了研究。
　　首先，根据要求设计了1kW的新型横向磁通永磁直线发电机，并采用三维有限元对电机进行了仿真。横向磁通电机固有漏磁大的缺点对电机的性能有很大的影响，因此对横向磁通电机的漏磁问题进行研究意义重大。本文中采用有限元仿真的方法对该电机中漏磁的构成、漏磁的路径、漏磁的原因进行了分析，给出了减小漏磁的措施，并结合所设计的电机从不同角度对电机的漏磁进行了优化。
　　其次，由于运用于混合动力车中，因此对电机的性能就有一定的要求，本文中主要对电机的性能进行了分析，分析了该电机中极弧系数及定子极长度对电机的性能如力特性、功率密度的影响，得出了在定子极为11mm时电机的性能最优。同时对于同样运用于混合动力车中的圆筒形直线发电机，本文中以相同的性能指标、相同的材料对其三种结构进行了仿真分析，并将新型横向磁通直线发电机的性能与他们进行比较，从中得出横向磁通电机所存在的优势与不足，经过综合分析，验证横向磁通电机运用于混合动力车中的可行性。
　　最后，本文在原有样机的基础上对其进行了完善，对新型横向磁通永磁直线发电机的基本特性进行测试并给予分析；对实验中所存在的问题及时总结并进行分析及提出改进建议，对理论研究提供有价值的参考和经验。

目录

混合动力车用自由活塞横向磁通永磁直线发电机的研究

RESEARCH ON FREE-PISTONTRANSVERSE-FLUX PM LINEARGENERATOR USED FOR HYBRIDELECTRIC VEHICLES

摘 要

Abstract

目 录

第1 章 绪论

1.1 课题背景及研究的目的和意义

1.2 混合动力车的研究现状

1.3 自由活塞发电机系统的研究现状

1.4 自由活塞发电机的原理

1.5 本文的研究内容

第2 章 新型横向磁通电机的漏磁问题分析

2.1 引言

2.2 新型横向磁通永磁直线发电机的原理介绍

2.3 新型横向磁通永磁直线发电机的漏磁分析

2.4 极弧系数对电机漏磁的影响

2.5 定子铁心长短齿的轴向尺寸比对电机漏磁的影响

2.6 本章小结

第3 章 新型横向磁通电机的性能计算与优化

3.1 引言

3.2 新型横向磁通电机性能的分析

3.3 极弧系数的优化设计

3.4 定子铁心长短齿的轴向尺寸比的优化设计

3.5 提高电机功率密度的尝试

3.6 本章小结

第4 章 新型横向磁通电机的优势分析

4.1 引言

4.2 圆筒形直线发电机

4.3 新型横向磁通电机的优势

4.4 本章小结

第5 章 新型横向磁通永磁直线发电机的实验研究

5.1 引言

5.2 样机的改进与实验平台

5.3 发电机空载实验与分析

5.4 发电机的负载实验

5.5 本章小结

结 论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

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哈尔滨工业大学硕士学位论文使用授权书

致 谢