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混合动力耦合系统用永磁式行星齿轮电机的优化设计与运行工况研究
| 论文题名： | 混合动力耦合系统用永磁式行星齿轮电机的优化设计与运行工况研究 |
| 关键词： | 永磁式行星齿轮电机;尺寸优化;有限元分析;混合动力;工况仿真;耦合系统;新能源汽车 |
| 摘要： | 近年来，能源危机、环境问题一直是社会的焦点问题。而近两年来的我国的雾霾问题使得人们对于环境保护问题更为的关注。汽车尾气的排放就是造成雾霾的元凶之一。而新能源汽车作为一种采用多种能量源的汽车，由于其较高的能量利用率，是现今研究的热点。新能源汽车包括纯电动汽车、燃料电池汽车和混合动力汽车。由于纯电动汽车和燃料电池汽车的行驶里程较短，因此混合动力汽车目前已成为新能源汽车发展的主攻方向之一。 混合动力汽车，作为新能源汽车之一，目前的研究的技术难点集中在电控系统、电池技术和动力总成系统这三个方面。本文就其中的电控技术这一个方面来进行研究。传统的混合动力系统大多通过机械式的行星齿轮来实现混合动力的功率合成。本文结合磁齿轮无摩擦、无维护等特点，将永磁式行星齿轮与永磁电机相结合，成为一种永磁式行星齿轮电机(简称MPG-PMSM)，进而对基于MPG-PMSM的混合动力系统进行了研究。 本文首先对基于MPG-PMSM的混合动力系统进行了分析，阐述了基于MPG-PMSM的混合动力系统的运行原理。通过将传统的永磁同步电机与新型的永磁式行星齿轮相结合，分析总结出了MPG-PMSM的数学模型。 接着，在二维有限元的环境下建立了MPG-PMSM的有限元仿真模型，并对MPG-PMSM的具体参数进行了优化，最终找到了一组参数，使得MPG-PMSM的电机性能较为优。对优化前后的MPG-PMSM的性能进行了分析和对比，并在Simplorer环境下建立MPG-PMSM的联合仿真模型，对MPG-PMSM的有限元模型进行了联合仿真。对MPG-PMSM的动态性能进行仿真。 然后，根据MPG-PMSM的数学模型和有限元的仿真数据，在MATLAB环境下建立了基于有限元数据和实物样机数据的MPG-PMSM的伺服控制系统模型，在建立了伺服系统模型的基础上又进一步建立了基于MPG-PMSM的混合动力系统的仿真模型。并根据采用基于MPG-PMSM的混合动力系统的混合动力汽车的实际的运行工况对基于MPG-PMSM的混合动力系统进行了工况仿真。 最后，加工原理样机，搭建了MPG-PMSM的实验平台，并根据前面的仿真，对基于MPG-PMSM的混合动力系统的基本工况进行了实验验证。 |
| 作者： | 孔繁尘 |
| 专业： | 电力电子与电力传动 |
| 导师： | 朱孝勇 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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