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新型多端口永磁行星齿轮电机基本特性及其动力耦合性能研究
| 论文题名： | 新型多端口永磁行星齿轮电机基本特性及其动力耦合性能研究 |
| 关键词： | 混合动力汽车;永磁行星齿轮;有限元;温度场;动力耦合性能 |
| 摘要： | 随着全球能源危机和环境污染的恶化，具有节能环保的新能源汽车越来越受到关注。混合动力汽车作为一种过渡车型，兼具了传统燃油汽车和纯电动汽车的双重优势，成为新能源汽车市场上的主流方向之一。本文针对混合动力汽车的动力耦合系统，提出了一种新型多端口永磁行星齿轮电机，该电机由内部永磁行星齿轮系与外层永磁同步电机通过复合转子集合而成，是一类全新的无刷化、多端口电机，不仅继承了永磁电机的诸多优点，而且在实现两种动力源非接触式的能量传输、分配与合成的同时，具有结构简单、无需润滑、噪声和振动小、过载保护和传动效率高等优点，作为混合动力耦合系统的核心部件之一，具有潜在的研究价值。 本文首先介绍了混合动力汽车的研究背景以及混合动力耦合系统的研究现状，对永磁齿轮传动理论做了简要的概述，针对应用于混合动力耦合系统中的永磁行星齿轮电机，对其关键问题做了简述，分析了其基本结构和工作原理，并推导了数学方程。 基于电磁场有限元分析软件，对电机进行了参数化建模，详细分析了其电磁特性，并基于Maxwell和Simplorer平台构建了电机的混合动力耦合系统仿真模型，对车辆常见工况下电功率流和机械功率流的传输特性进行了仿真分析。 利用Maxwell软件仿真分析了电机各部件的损耗大小及分布，研究了转速、转矩变化对各个损耗的影响，并得出电机不同工况下的效率特性，在此基础上，基于Maxwell和ANSYS Workbench平台对电机温升进行了电磁场-温度场联合仿真，分析了电机自然冷却条件下的温度分布，并结合永磁行星齿轮电机应用的实际情况，提出了两种不同的冷却措施并进行了对比分析，确定了风水混合的冷却方式。 最后，基于DSP搭建了电机控制系统实验平台，实验验证了电机的稳态和动态性能，在此基础上，对不同工况下动力耦合系统中电功率流和机械功率流的传输特性进行了初步实验研究，验证了电机结构设计的合理性以及理论分析的正确性。 |
| 作者： | 葛叶明 |
| 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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