輕量型純電動汽車用新型半齒繞開關磁阻電機分析與控制.pdf

1、21世紀的人類面臨著嚴峻的能源和環(huán)境挑戰(zhàn)，研究開發(fā)節(jié)能、環(huán)保、安全的新能源汽車是實現(xiàn)交通可持續(xù)發(fā)展的必由之路。其中，電動汽車以其在使用過程中超低排放/零排放、能源利用多元化和高效化、便于實現(xiàn)智能化控制等方面的優(yōu)勢備受推崇，正呈現(xiàn)出加速迅猛發(fā)展的態(tài)勢。
　　 而電機驅動系統(tǒng)作為電動汽車的核心部件，其性能優(yōu)劣直接決定了整車性能?？紤]到稀土永磁材料的稀缺性與價格因素，開關磁阻電機（Switched Reluctance Motor，S

2、RM）驅動系統(tǒng)，作為一種依靠磁阻轉矩工作的無永磁體、無刷、高性能電機驅動系統(tǒng)，具有較好的理論意義與應用價值，正受到國內外高校、研究院所及企業(yè)的廣泛重視。然而，與永磁無刷電機驅動系統(tǒng)相比，SRM驅動系統(tǒng)所固有的效率低、功率密度低、轉矩脈動大、噪音震動大等缺點，限制了該驅動系統(tǒng)的進一步推廣應用。
　　 本文針對輕量化純電動汽車的應用背景，在傳統(tǒng)全齒繞開關磁阻電機的基礎上，提出了一種新型半齒繞開關磁阻電機，在無需改變定、轉子沖片的前提

3、下僅改變繞組結構即可提高電機的性能，尤其是轉矩輸出能力與可靠性。論文通過理論分析、電機本體有限元仿真、驅動系統(tǒng)仿真與實驗研究，證明了該新型半齒繞開關磁阻電機確實比傳統(tǒng)全齒繞開關磁阻電機的轉矩（功率）輸出能力更強。
　　 論文主要研究內容如下:
　　 (1)提出了新型半齒繞開關磁阻電機的拓撲結構，分析了該電機的工作原理，并從理論上證明了在不考慮磁場飽和與本體尺寸完全相同的條件下，半齒繞開關磁阻電機可以產(chǎn)生兩倍的電磁轉矩;<

4、br>　　 (2)基于有限元商業(yè)軟件ANSYS，建立了開關磁阻電機參數(shù)化交互式有限元分析仿真模型，并對兩種繞組結構的開關磁阻電機進行了詳細的靜態(tài)電磁特性分析及性能比較;
　　 (3)基于Matlab/Simulink平臺，分別建立了一臺三相12/8結構的全齒繞與半齒繞開關磁阻驅動系統(tǒng)的仿真模型，并進行了詳細的調速系統(tǒng)性能分析及比較，包括恒轉矩區(qū)、恒功率區(qū)及動態(tài)特性;
　　 (4)根據(jù)開關磁阻電機的特性，設計了基于TMS