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电磁耦合无级变速系统的控制研究
| 论文题名： | 电磁耦合无级变速系统的控制研究 |
| 关键词： | 电磁耦合;无级变速系统;混合励磁;励磁电机;控制方法;无级变速器;物理模型;电机结构;磁场;神经网络控制;混合动力装置;实际运行工况;无级变速传动系统;拓扑结构;数学模型;模块;工作模式;调节速度;自主知识产权;自然科学基金 |
| 摘要： | 电动无级变速器ECVT（Electric Continuously Variable Transmission）或EVT（Electric Variable Transmission）是一项近年来发展起来的先进装置，它既可以作为一般意义下的变速器来调节速度，又能作为机-电混合动力装置来调节速度和动力，是一种全新的无级变速器。本课题所要研究的是一种具有自主知识产权的新型混合励磁型电磁耦合EVT装置（Electromagnetic Continuously Variable Transmission，EMCVT），具有紧凑的结构和优良的混联式混合动力系统性能，通过对这种新型无级变速传动系统实行全面有效的控制，实现包括无级变速，弱磁增磁调节等多种功能，可以显著的提高汽车的燃油经济性，减少排放，同时还能满足车辆的最佳动力性的要求。在国家自然科学基金的资助下，本文对于EMCVT的关键技术展开了深入的研究。 首先，在分析系统结构和物理模型的基础上，运用经典的磁通管方法来建立整个EMCVT的等效磁路网路图物理模型，建立基于该模型的数学模型。利用该数学模型，定性的分析整个EMCVT运行过程中的内外气隙的磁场耦合特性等电机特性，全面剖析EMCVT这种电机结构装置能够达到的性能，为接下来分析EMCVT的不同工作模式奠定理论基础。 其次，利用有限元理论，建立整个EMCVT的有限元模型，针对不同的工作模式和运行特征，分析内外2个磁场之间的动、静态磁场关系。利用神经网络控制方法，建立了改进型的EMCVT外电机模块直接转矩控制方法和内电机模块矢量控制方法，结合混合动力车辆（HEV）的实际运行工况，进行建模和理论仿真。 再次，按照目前常用的电机结构形式，对比研究EMCVT可能做成多种不同的拓扑类型。优化选取较高效率和功率因数的电机拓扑结构，对比不同类型的混合励磁电机主磁场分布情况和电励磁磁场部分合成磁场的励磁效果，提高混合励磁电机的励磁效率。 最后，在选定的EMCVT混合励磁电机拓扑结构的基础上，研究混合励磁电机结构的调磁机理、动静态特性、内外磁路饱和、交叉磁化现象和双拍控制规律，确定鲁棒性较好的EMCVT混合励磁控制方法。计算和分析整个EMCVT的各个模块的温升、散热和冷却问题，设计EMCVT新型有效的冷却结构，保证EMCVT各个模块长期稳定的运行。 |
| 作者： | 符兴锋 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 黄向东 |
| 授予学位： | 博士 |
| 授予学位单位： | 华南理工大学 |
| 学位年度： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
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