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电动汽车用新型横向磁场电机的试验研究

作　者: 程锦
导　师: 辜承林
学　校: 华中科技大学
专　业: 电机与电器
关键词: 试验研究轮毂电机永磁体横向磁场电动车
分类号: TM35
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 277次
引　用: 2次
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内容摘要

汽车产业的飞速发展,带来能源危机和环境污染的问题日益严重。电动车的产业化应用,给解决这两大问题带来曙光。横向磁场永磁电机(Transverse Flux Permanent Magnet Machine, TFPMM)是时下研究广泛的一种新型永磁电机,具有高转矩密度,适合低速运行等特点,用作直驱式轮毂电机,具有广阔的发展前景。本文基于课题组开发出来的一种轴向磁化的新型横向磁场永磁电机样机和理论研究基础,展开相关试验研究。本文首先对横向磁场永磁电机工作原理,拓扑结构,国内外研究现状和存在的主要问题做了简要阐述。然后对开发的一种3 kW横向磁场永磁电机样机的特点和电磁关系做出详细分析。对样机进行仿真,分析位置检测误差对电机性能的影响。以样机为对象,分别采用无刷直流电机和同步电动机驱动方式对电机做了充分的考察。首先,在两种驱动方式下对电机进行空载试验和损耗分析;其次,通过无位置和有位置无刷直流运行方式的负载对比试验,表明多对极对位置传感器的精确定位造成困难,从而说明TFPMM对位置检测的精确程度要求很高;再次,通过同步电动机驱动方式的负载试验,样机充分展现比无刷直流驱动方式更好的品质,表明控制器的改良对电机性能提升的现实意义;最后,针对横向磁场永磁电机功率因数偏低的问题,测定不同负载下端电压和相电流之间的关系,探讨功率因数和效率的调整规律。运用相量图知识,结合样机试验结果,对新型横向磁场永磁电机的控制策略展开研究。分析电机id=0方式下的自控式变频调速的优势,对各电磁关系做出理论推导,并与试验数据相比较,得到较好地吻合,表明这种控制方式是TFPMM调速的正确选择。对功率因数和电流相位角之间关系的分析,有助于以控制的手段提高横向磁场电机的功率因数。最后对电机的弱磁控制做出了改进,使电机在轻、中载下具有更宽广的恒转矩调速范围和更好的扩速效果。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-16
  1.1 课题研究的背景和意义  8-9
  1.2 电动汽车国内外研究现状  9-12
  1.3 电动汽车驱动电机  12-13
  1.4 TFPMM 的技术优势和研究难点  13-14
  1.5 课题研究的主要内容  14-16
2 TFPMM 综述  16-25
  2.1 TFPMM 工作原理  16-17
  2.2 TFPMM 拓扑结构  17-19
  2.3 TFPMM 国内外研究现状  19-22
  2.4 TFPMM 存在的主要问题  22-23
  2.5 TFPMM 转矩密度提升原理  23-25
3 新型TFPMM 仿真分析  25-39
  3.1 新型TFPMM 特点  25-26
  3.2 新型TFPMM 电磁关系  26-28
  3.3 新型TFPMM 动力的电磁计算  28-30
  3.4 新型TFPMM 驱动方式  30-33
  3.5 新型TFPMM 的SIMULINK 仿真  33-39
4 新型TFPMM 试验和数据分析  39-59
  4.1 电机试验说明与参数测定  39-41
  4.2 发电机试验  41-42
  4.3 空载试验  42-46
  4.4 负载试验  46-55
  4.5 探讨性试验  55-59
5 新型TFPMM 动力特性分析  59-72
  5.1 新型TFPMM 调速原理  59-64
  5.2 功率因数与内功率因数角之间的关系  64-66
  5.3 普通弱磁调速  66-69
  5.4 ξ   69-71
  5.5 总结  71-72
6 全文总结与展望  72-73
致谢  73-74
参考文献  74-77

电动汽车用新型横向磁场电机的试验研究

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