基于開關(guān)磁阻電機(jī)的汽車ISAD系統(tǒng)研究與實(shí)踐.pdf

1、開關(guān)磁阻電機(jī)(SRM)以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、堅(jiān)固、低成本、高容錯(cuò)運(yùn)行能力、低速高轉(zhuǎn)矩特性、和高溫運(yùn)行能力等優(yōu)點(diǎn)，目前已經(jīng)得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，其中也包括適用于航空和汽車上的起動(dòng)/發(fā)電系統(tǒng)。本文針對(duì)SR電機(jī)作為汽車起動(dòng)/發(fā)電系統(tǒng)的起動(dòng)機(jī)兼發(fā)電機(jī)，研究起動(dòng)性能和發(fā)電性能；針對(duì)SR電機(jī)作為汽車ISAD(Integrated Started Alternator Damper)，全面分析了原理及系統(tǒng)設(shè)計(jì)。其中將以三相6/4 SR電機(jī)為代表介紹原理以及發(fā)

2、電試驗(yàn)研究，以24/16 SR電機(jī)討論ISAD方案設(shè)計(jì)，并以新型六相12/10結(jié)構(gòu)的SR電機(jī)作各種特性的分析研究。全文從基本理論、有限元仿真及CAD同試驗(yàn)相結(jié)合的研究方法開展了一系列工作。 本文首先介紹了開關(guān)磁阻電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)拓?fù)洹⑦\(yùn)行原理以及基本理論，電動(dòng)以及發(fā)電運(yùn)行和控制模式，最后對(duì)一臺(tái)三相6/4結(jié)構(gòu)的開關(guān)磁阻電機(jī)樣機(jī)進(jìn)行了發(fā)電實(shí)驗(yàn)研究，給出了分別變開通、關(guān)斷角以及發(fā)電角度優(yōu)化控制結(jié)果。 在ISAD系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)中，首

3、先結(jié)合內(nèi)燃機(jī)的功率、扭矩和總阻力矩等各項(xiàng)性能參數(shù)，對(duì)ISAD的匹配性能作了研究，給出了設(shè)計(jì)依據(jù)，以及總體設(shè)計(jì)方案，提出電機(jī)設(shè)計(jì)中起動(dòng)阻力矩的計(jì)算以及發(fā)電功率的確定，從而確定了設(shè)計(jì)目標(biāo)，然后根據(jù)該目標(biāo)選擇、確立開關(guān)磁阻電機(jī)方案的電機(jī)電磁參數(shù)、控制電路以及實(shí)施方案，最后對(duì)該設(shè)計(jì)電機(jī)進(jìn)行了起動(dòng)助動(dòng)發(fā)電的仿真研究，驗(yàn)證24/16結(jié)構(gòu)開關(guān)磁阻電機(jī)ISAD總體方案的可行性。 本課題全新構(gòu)思了六相12/10結(jié)構(gòu)開關(guān)磁阻電機(jī)，并詳細(xì)進(jìn)行了設(shè)計(jì)、

4、仿真、試驗(yàn)分析研究，設(shè)計(jì)中先給出了SR電機(jī)主要參數(shù)計(jì)算關(guān)系，接著通過(guò)使用ANSOFT軟件中RMxprt電機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)模塊設(shè)計(jì)了2.5kW電機(jī)參數(shù),并研制了該樣機(jī)。結(jié)合試驗(yàn)對(duì)比研究，驗(yàn)證了電機(jī)設(shè)計(jì)和矩角特性及包括起動(dòng)在內(nèi)的電動(dòng)特性以及發(fā)電特性仿真分析的正確性。 在基于ANSOFT的六相12/10開關(guān)磁阻電機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)的研究與仿真基礎(chǔ)上，本文最后介紹了SRM結(jié)構(gòu)拓?fù)浒l(fā)展?fàn)顩r，給出了相數(shù)對(duì)SRM的起動(dòng)性能、轉(zhuǎn)矩波動(dòng)以及容錯(cuò)性等性能的影響，