文档介绍：博士学位论文
开关磁阻电机动态特性优化及
与整车匹配研究
DYNAMIC PERFORMANCE OPTIMIZATION AND
MATCHING WITH ELECTRIC VEHICLE OF
SWITCHED RELUCTANCE MOTOR DRIVE
朱曰莹
哈尔滨工业大学
2011 年 8 月
国内图书分类号: 学校代码:10213
国际图书分类号:621 密级:公开
工学博士学位论文
开关磁阻电机动态特性优化及
与整车匹配研究
博士研究生:朱曰莹
导师:赵桂范教授
申请学位:工学博士
学科、专业:车辆工程
所在单位:机电工程学院
答辩日期:2011 年 8 月
授予学位单位:哈尔滨工业大学
Classified Index:
: 621
Dissertation for the Doctoral Degree in Engineering
DYNAMIC PERFORMANCE OPTIMIZATION
AND MATCHING WITH ELECTRIC VEHICLE
OF SWITCHED RELUCTANCE MOTOR DRIVE
Candidate: Zhu Yueying
Supervisor: Prof. Zhao Guifan
Academic Degree Applied for: Doctor of Engineering
Specialty: Vehicle Engineering
Affiliation: School of Mechatronics Engineering
Date of Defence: August, 2011
Degree-Conferring-Institution: Harbin Institute of Technology
摘要
摘要
随着世界能源危机与环境问题的加剧,新能源汽车领域关键技术的发展与
研究倍受关注。发展新能源汽车既是世界汽车工业发展的目标,也是我国十二
五规划中最重要的任务,而作为电动汽车核心部件的驱动电机,它的整车驱动
与匹配特性成了该领域急需研究的关键技术之一。开关磁阻电机以其独特的优
势,已经成为当代新能源汽车驱动电机中最具竞争力的机种。在电动汽车工程
设计过程中,其驱动及匹配特性将直接影响到整车的动力性和经济性,因此针
对本文提出的一种新型绕线励磁模式开关磁阻电机,在其电磁场特性、驱动特
性优化和整车参数匹配三个方面进行了深入研究。
分析了开关磁阻电机传统励磁绕组绕线方式,针对其两相励磁转矩不对称
问题提出了一种基于两相励磁模式的对称布置绕线方式,该绕线励磁模式能降
低转矩脉动、提高平均转矩,这将大大提高电动汽车乘坐舒适性及动力性指标;
利用数值分析的方法,详细分析了两种励磁模式下电磁特性及转矩特性,并对
各模式下电磁特性与转矩特性规律进行了深入地探讨;引入了磁链比例系数、
电感比例系数、互感比例系数和转矩比例系数,对两种模式下各参数进行了量
化对比分析,研究了各参数的差异规律特性;设计了新型开关磁阻电机磁链测
试试验方案,基于龙贝格数值积分算法对提出新型励磁模式电机各参数特性进
行了试验验证。这都为开关磁阻电机的准确建模及其高性能控制提供了依据。
针对提出的新型励磁模式开关磁阻电机及其电磁特性,建立了其非线性动
态仿真模型;深入研究了影响开关磁阻电机动态特性的因素及其影响规律,并
提出了一种多指标同步优化目标函数,以达到优化电动汽车用开关磁阻电机转
矩整体动态特性的目的;在引入多指标同步优化权重系数的基础上,确立了基
于负载转矩与电机转速的最优开通角和关断角模型;以提高电机整体动态特性
为目标,建立了开关磁阻电机驱动系统优化控制模型,通过对四种不同优化策
略的对比分析,证明了本文提出的多指标同步优化策略能大大改善电动汽车用
开关磁阻电机的平均转矩、转矩脉动及效率这三个指标参数。
在电动汽车用开关磁阻电机非线性动态模型的基础上,对其控制器进行了
软硬件设计;采用提出的开关磁阻电机驱动系统多指标同步优化控制策略,进
行了优化策略试验研究与验证,试验结果说明了本文提出优化策略的有效性与
优越性。
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哈尔滨工业大学工学博士学位论文
以开关磁阻电机与整车参数匹配为