永磁-永磁型双机械端口电机系统建模

首先对双机械端口电机进行了简单的介绍,分析了采用传统的建模方法存在着忽略2个气隙磁场耦合问题,提出一种考虑耦合的精确系统建模方法。接着以永磁-永磁型双机械端口电机为例进行了系统建模:首先根据绕组函数理论推导了这种电机在abc坐标系下的电感矩阵,得出abc坐标系下气隙耦合的数学模型;进而得到同步旋转坐标系下的数学模型。接着从能量的角度出发,推导了2个机械端口的转矩公式。最后,用仿真对传统模型和新模型进行了比较,结果证明新模型的准确性,同时看到内外2个气隙磁场的耦合对系统造成的影响不可以忽略。

永磁型双机械端口电机的电磁耦合分析

采用等效磁路与有限元分析相结合的方法对2种不同外转子结构的永磁型双机械端口电机内、外电机之间电磁耦合程度进行分析。分析结果表明,统一磁场双机械端口电机内、外电机磁场的耦合程度较非统一磁场电机深,但是由于其外转子采用非导磁材料,使其内、外电机等效气隙增加,导致其d、q轴自感、互感减小,电磁耦合对电机整体性能的影响较小,通过样机实验验证了上述结论。

双机械端口电机线性解耦控制

研究表明,双机械端口电机内外气隙的电磁场存在严重的耦合,这种电磁耦合影响了内外转子的独立运行特性。本文首先针对两种不同结构形式的永磁型双机械端口电机的耦合特性进行了研究,分析了包含电磁耦合的双机械端口电机数学模型,阐述了耦合的本质。接着基于李雅普诺夫稳定性理论提出一种新的电磁解耦控制算法,可以将4输入4输出的多维系统分解为两个2维传统电机系统,达到内外转子独立控制的目的。最后仿真和实验验证了这种算法的有效性。

辐型磁钢双机械端口电机的解耦控制

辐型磁钢双机械端口电机是一种新型结构的双机械端口电机,其独特的电磁耦合特性有利于提高系统的整体性能,但其内、外电机之间的较强耦合也增加了其控制难度。该文针对其控制问题,研究内、外电机的解耦控制方法。首先,基于辐型磁钢双机械端口电机的数学模型进行分析推导,理论上证明其存在较强耦合的内、外电机仍然可以采用直接转矩控制方法进行控制,并根据负载角与电磁转矩的单调性要求,推导出采用直接转矩控制方法所需满足的条件;然后,采用基于空间矢量调制的直接转矩控制方法,实现辐型磁钢双机械端口电机的内、外电机解耦控制,验证试验结果显示,内、外电机基本实现转矩独立控制,达到良好的解耦控制效果。

基于双机械端口电机的混合动力汽车试验研究

双机械端口电机(DMPM)是一种具有2个机械端口和2个电气端口新型电机。基于该种电机的混合动力汽车能够实现电力无级调速,已成为混合动力汽车研究领域中的一个热点。对永磁性双机械端口电机(PM-DMPM)的能量传递原理进行分析,并应用其对发动机的转矩进行标定,给出标定的试验结果,完成了基于PM-DMPM的混合动力汽车转矩输出特性试验,完成了基于PM-DMPM的混动力汽车的整车试验。试验内容包括停车发电、纯电动行驶、启停发动机、混合动力驱动等完整的车辆行驶工况。整车经过国家交通部试验场的百公里加速和30%标准坡道的试验,达到试验要求。

无刷双馈双机械端口电机原理及数学建模

提出了一种适用于混合动力汽车的新型电机——无刷双馈双机械端口电机。它拥有两个机械端口和两个馈电端口。两个机械端口分别与内燃机和负载相连,可以将内燃机的部分能量直接传递到负载端,其余转差功率可以通过一个馈电端口储存到直流电源中;当负载转矩变化时,可以通过另一个馈电端口从直流电源中取出能量以提高输出转矩。本结构较双机械端口电机的优点在于:无刷双馈双机械端口电机通过一定的电机结构,用磁场完成转差功率的回馈,取消了双机械端口电机中的滑环和电刷,增强了电机的稳定性,减少了维护工作。详细介绍了其物理和电气结构,分析了运行原理,推导了输出转速表达式,并建立了转子速坐标系数学模型。

无刷双机械端口电机原理

提出了一种创新的无刷双机械端口电机的原理设想。它保留了传统双机械端口电机的主要优点,如两个机械端口可运行在不同转速和可无极连续变速等,而取消了传统双机械端口电机中的电刷和滑环,简化了电机结构,提高了可靠性,可以设计成使两个机械转子的额定转速相差很大,从而更适用于需要低速大力矩的混合动力汽车等场合。研究了电机的"三等效电机"原理,并分析了不同工况下电机的功率流向及其控制思想。

具有离合器的双机械端口电机系统仿真

双机械端口电机(Dual Mechanical Ports Electric Machine,DMPM)是一种具有两个机械端口和两个电气端口的新型电机,基于该种电机的混合动力系统能够实现电力无级调速,已成为混合动力汽车研究领域中的一个热点。深度混合动力系统中的双机械端口电机内外转子之间设计一离合器,当内燃机工作在高效区时,离合器闭合,能量直接从发动机传递到驱动轴,提高效率。在分析整车工作模式、双机械端口电机和离合器数学模型的基础上,基于Matlab/Simulink/Stateflow建立了集DMPM、离合器、内燃机、控制器和整车为一体的仿真平台,经过对FTP75工况仿真表明:建立的仿真平台可以实现整车工作模式的模拟,同时对发动机启停、离合器闭合的动态过程进行实时仿真,对控制策略的仿真验证,减少调试和实验时间。

双机械端口电机双同步坐标系控制

在对双机械端口电机的原理进行分析的基础上,建立其双同步坐标系数学模型,并根据该模型提出其在双同步坐标系下的控制策略,同时给出了混合动力电动汽车中车辆总成控制与双机械端口电机控制系统、其他系统的配合关系,通过试验验证了双机械端口电机控制器及其控制策略对双机械端口电机传动系统进行连续平滑调速的可行性。

无刷双机械端口电机绕组设计

提出了一种无刷双机械端口电机的原理设想;创新点是取消了传统双机械端口电机中的电刷和滑环,简化了电机的结构设计,提高了可靠性。提出了一种机械结构方案,研究了电机如何在一个磁路内实现两套不同极对数绕组的设计方法。给出了一个设计实例。研究了系统的总体控制思想,并设计了一套以DSP为核心的控制电路,可满足实际使用要求。

混合动力汽车用双机械端口电机及其相关技术

双机械端口电机是一种新型的电机，它两个机械端口可以任意速度旋转，实现电力有源无级变速功能，因此可以应用在混合动力汽车中，实现混联混合动力，达到节油的目的，目前以引起广泛的关注。

混合动力汽车用复合结构电机及其关键技术发展

为更深入地了解混合动力汽车用复合结构电机的发展趋势和关键技术,对复合结构电机及其关键技术进行综述,简要分析了有刷、无刷两类复合结构电机的组成、工作原理及其拓扑结构,并对不同复合结构电机方案的优势及其存在的关键技术问题进行深入分析和总结.结果表明:基于复合结构电机的纯电气式混合动力方案不仅可以避免基于行星齿轮的机械式混合动力方案中的振动、噪声、磨损和定期维护等问题,而且具有结构简单紧凑、易于控制的优势.无刷复合结构电机去掉了有刷复合结构电机中的电刷滑环机构,提高了系统可靠性,因此复合结构电机无刷化是该研究方向的必然发展趋势.

基于电无级变速器的内燃机最优控制策略及整车能量管理

提出了一种基于电无级变速器的混合动力汽车内燃机最优控制策略。首先分析了电无极变速器的核心组成部件—双机械端口电机的数学模型,随后在搭建的实验平台上进行了控制策略的验证试验。结果表明,所述控制策略可以确保内燃机的工作状态不受外界负载变化的影响。本文进一步介绍了一种基于整车的能量管理方案,分析了几种主要工况下各组件的工作状态,提出了在不同工况下电无级变速器系统的控制策略。最后,通过实验模拟了各工况下的运行情况,证明所述策略的可行性。

基于DMPM的发动机有源减振器设计与仿真研究

双机械端口电机(Dual Mechanical Ports Electric Machine,DMPM)是一种具有两个机械端口和两个电气端口的新型电机,基于该种电机的混合动力系统能够实现电力无级调速,已成为混合动力汽车研究领域中的一个热点。该系统中的双机械端口电机内转子和发动机之间设计有扭转减振器来抑制发动机的脉振转矩。在分析发动机曲轴输出转矩特性和DMPM能量传递原理的基础上,设计了基于DMPM的发动机有源减振器及其控制原理框图。在Matlab/Simulink下建立了验证基于DMPM发动机有源减振器设计结果的仿真平台,理论分析和经过仿真表明:通过脉振转矩补偿,内电机能够实现发动机平均转矩和脉振转矩传递到外电机;通过外电机实现对发动机脉振转矩补偿,实现了基于DMPM的发动机有源减振器功能。所以所设计的有源减振器可以替代扭转减振器,所建立的仿真模型直接实现对控制算法的验证,为系统后续的实验研究提供了依据。