模块化高转矩密度高可靠性直驱轮毂电机设计

针对高转矩密度、高可靠性直驱轮毂电机性能需求,设计了一种多单元模块化直驱轮毂电机。通过理论分析、有限元仿真等方法研究了不同极槽配比、定子结构、永磁体充磁类型、磁钢固定方式等对电机电磁性能的影响,探索了适用于实现高转矩密度的电磁结构方案,并通过有限元仿真及台架试验验证了该设计方案及相关技术的有效性。

直驱轮毂电机调速系统的仿真分析与设计

为提高电动汽车的操纵稳定性,直驱轮毂电机需要快速和准确的速度调节,以响应车辆行驶状态需求。在建立电动汽车直驱轮毂电机数学模型的基础上,通过理论分析和系统需求,确定了电机速度环和电流环调节器的控制策略,结合直驱轮毂电机调速系统和线性二自由度电动汽车Matlab/Simulink的仿真模型,以恒速运行车辆在阶跃转向角输入为仿真条件,验证前后轮毂电机的速度控制性能。通过对理论计算和仿真结果的比较,证明前后轮速度控制准确、响应快速,能够满足系统需求,说明电机调速系统良好的跟随性和准确性。

电动汽车用容错直驱轮毂电机的设计

设计了一种基于子电机的新型结构混合的异型直驱轮毂电机,用于驱动轮毂电动汽车。该电机的定子设计成两种不同的结构尺寸配合相应的电磁参数,共用同一个转子,在气隙圆周上构成4个子电机,控制系统可实现对各子电机的独立控制。首先根据电动汽车两种频繁工作点——低速起动和高速恒速,分别设计了额定值对应这两种工作点的电机,采用id=0和弱磁控制策略,并结合2D有限元仿真,分析了两种电机各自的稳态运行性能,绘制两种电机对应的转矩-转速与效率图。然后将两种电机组合成4个子电机,并优化调整参数,仿真分析了组合后的异型混合电机运行性能。仿真结果表明,组合后的异型混合电机在低速和高速工作区域均具有较高的运行效率,并具有良好的容错性能。

直驱轮毂电机动力学建模及参数设计

直驱轮毂电机在轮毂电机驱动电动汽车方面优势明显,但是在设计中也存在很多困难,如过载系数大、转矩和转速频繁切换、降低整体效率等。文章在对平坦路面直行过程中的电动汽车进行了受力分析和转矩平衡分析的基础上,参照已有轮毂电机车辆实验平台参数,用Matlab/Simulink搭建转矩/转速关系模型,并绘出在UDDS和HWFET两种分别代表城市工况和高速路段运行工况的循环工况下的轮毂电机转矩/转速运行散点图,确定电机额定工作点;然后,仿真电机起动、爬坡、最高速度等运行条件,确定电机转矩、功率峰值;最后,汇总数据,得出电机总体设计参数。

基于NESSUS的兆瓦级永磁直驱风力发电机轮毂可靠性分析

轮毂的结构可靠性对于保障整套风力发电机系统的可靠性具有重要的作用。以1.5MW永磁直驱风力发电机的轮毂作为研究对象,利用有限元软件对其进行初步的静力分析,验证其强度安全。考虑轮毂材料力学属性的随机性以及工作载荷的随机性,将材料属性参数(弹性模量Ex、泊松比Prxy、屈服强度σS)以及各叶片叶根工作载荷参数作为随机变量引入到极限状态方程中。利用专门的可靠性分析软件NESSUS联合ANSYS的静力分析模型对轮毂结构强度进行可靠性分析,最终得到轮毂的结构可靠性指标以及各影响参数的灵敏度指标。

轮毂直驱电动汽车速度传感器的故障容错控制

提出了一种基于轮毂电机无位置传感器估测算法的故障诊断及容错控制策略,以便在速度传感器故障时,保证电动汽车操控稳定性。建立了3自由度车辆动力学模型,分析了速度传感器故障对车辆动力学性能的影响。采用阈值特征法诊断传感器故障及其类型,利用磁链观测器无感算法实现故障容错控制,设计了功率角渐进补偿的状态切换,来实现驱动转矩的平滑过渡。通过Matlab-CarSim仿真平台,验证了直行工况及双移线工况下的速度传感器故障容错控制。结果表明:在设定工况下,该控制策略可在3 ms内恢复并维持100%电机转矩输出,消除车体0.77(°)/s的横摆运动角速度,从而保证车辆行驶稳定性。

基于改进BB-BC算法的轮毂电机直驱赛车行驶策略优化

为了合理制定轮毂电机直驱赛车的行驶策略,缩短完赛时间,提出了基于改进BB-BC算法的策略优化方法。在分析传统BB-BC算法不足的基础上,通过引入混沌逻辑映射的方法,形成改进的BB-BC算法。利用Matlab/Simulink建立了轮毂电机直驱赛车整车优化模型并进行了实车验证,进一步对行驶策略进行优化研究。结果表明,改进的BB-BC算法不仅收敛速度快,而且可有效避免算法陷入局部最优解,优化后的行驶策略缩短了完赛时间,为后续实时策略的制定提供了基础。