基于開關磁阻電機的汽車ISAD系統(tǒng)研究與實踐.pdf

1、開關磁阻電機(SRM)以其結(jié)構簡單、堅固、低成本、高容錯運行能力、低速高轉(zhuǎn)矩特性、和高溫運行能力等優(yōu)點，目前已經(jīng)得到越來越廣泛的應用，其中也包括適用于航空和汽車上的起動/發(fā)電系統(tǒng)。本文針對SR電機作為汽車起動/發(fā)電系統(tǒng)的起動機兼發(fā)電機，研究起動性能和發(fā)電性能；針對SR電機作為汽車ISAD(Integrated Started Alternator Damper)，全面分析了原理及系統(tǒng)設計。其中將以三相6/4 SR電機為代表介紹原理以及發(fā)

2、電試驗研究，以24/16 SR電機討論ISAD方案設計，并以新型六相12/10結(jié)構的SR電機作各種特性的分析研究。全文從基本理論、有限元仿真及CAD同試驗相結(jié)合的研究方法開展了一系列工作。 本文首先介紹了開關磁阻電機的基本結(jié)構拓撲、運行原理以及基本理論，電動以及發(fā)電運行和控制模式，最后對一臺三相6/4結(jié)構的開關磁阻電機樣機進行了發(fā)電實驗研究，給出了分別變開通、關斷角以及發(fā)電角度優(yōu)化控制結(jié)果。 在ISAD系統(tǒng)方案設計中，首

3、先結(jié)合內(nèi)燃機的功率、扭矩和總阻力矩等各項性能參數(shù)，對ISAD的匹配性能作了研究，給出了設計依據(jù)，以及總體設計方案，提出電機設計中起動阻力矩的計算以及發(fā)電功率的確定，從而確定了設計目標，然后根據(jù)該目標選擇、確立開關磁阻電機方案的電機電磁參數(shù)、控制電路以及實施方案，最后對該設計電機進行了起動助動發(fā)電的仿真研究，驗證24/16結(jié)構開關磁阻電機ISAD總體方案的可行性。 本課題全新構思了六相12/10結(jié)構開關磁阻電機，并詳細進行了設計、

4、仿真、試驗分析研究，設計中先給出了SR電機主要參數(shù)計算關系，接著通過使用ANSOFT軟件中RMxprt電機優(yōu)化設計模塊設計了2.5kW電機參數(shù),并研制了該樣機。結(jié)合試驗對比研究，驗證了電機設計和矩角特性及包括起動在內(nèi)的電動特性以及發(fā)電特性仿真分析的正確性。 在基于ANSOFT的六相12/10開關磁阻電機優(yōu)化設計的研究與仿真基礎上，本文最后介紹了SRM結(jié)構拓撲發(fā)展狀況，給出了相數(shù)對SRM的起動性能、轉(zhuǎn)矩波動以及容錯性等性能的影響，