《磁場調製型無刷雙轉子能量轉換器的研究》是依託哈爾濱工業大學，由劉勇擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：磁場調製型無刷雙轉子能量轉換器的研究
- 依託單位：哈爾濱工業大學
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：劉勇
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
針對當前節能與環保的迫切需求，本項目擬研究一種用於混聯型混合動力電動車的具有自主智慧財產權的新型電機方案- - 磁場調製型無刷雙轉子能量轉換器，該方案與傳統永磁電機複合形成的複合結構電機既可以實現發動機轉速和轉矩的同時獨立控制，又能解決當前困擾業內的繞組發熱和需要電刷滑環饋電的問題。該技術也可用於其它需要變速和變轉矩驅動的工業套用場合。 本項目擬建立該新型電機的解析分析和有限元分析數學模型，研究該種電機的運行規律和設計原則及設計方法，內層和外層氣隙磁場的分布規律；調製環轉子導磁塊數和內、外層磁場極對數的最佳匹配規律；導磁塊和非導磁塊的尺寸配比和最佳結構形狀等問題。研究該種電機的動態運行特性及回響特性等，探求使雙轉子能量轉換器與轉矩調節電機協調匹配工作的最佳控制方法和控制策略。研製樣機，進行相應的實驗研究。通過理論和實驗研究，形成該種類型電機的專門理論和工程實用的分析設計計算方法。
結題摘要
本項目研究了一種用於混聯型混合動力電動汽車的具有自主智慧財產權的新型電機方案——磁場調製型無刷雙轉子能量轉換器（Magnetic-Field-Modulated Brushless Double-Rotor Energy Transducer，MFM-BDRET），該方案與傳統永磁電機複合形成的複合結構電機既可以實現發動機轉速和轉矩的同時獨立控制，又能解決早期方案中旋轉繞組發熱和需要電刷滑環饋電的問題。 研究了MFM-BDRET的轉速、轉矩等運行特性。進一步將MFM-BDRET和機械行星齒輪的運行特性進行了對比分析。根據MFM-BDRET轉子與發動機連線方式的不同，提出了兩種不同類型的混合動力系統方案，並對兩種方案的性能進行了評估，確定了兩種方案的適用場合。 提出了MFM-BDRET額定參數和特徵參數的設計原則。研究了MFM-BDRET中導磁塊和永磁體的最佳尺寸配比、調製環轉子中導磁塊數與定子、永磁轉子極對數的最佳匹配規律、最佳的定子繞組排布方式等設計方法。 對MFM-BDRET功率因數的影響因素進行了分析，並從定子和永磁轉子極對數配比、槽形設計、內功率因數角等方面提出了改善功率因數的方法。對MFM-BDRET中各個部分的損耗分布規律進行了定量分析。從電機材料、轉子結構等方面提出了降低損耗的方法。 提出了定子水冷和軸向風冷的冷卻方案，建立了二維等效溫度場模型。為了評估不同冷卻方式的冷卻效力，研究了不同冷卻條件下的溫升分布規律。研究了不同混合動力工況對MFM-BDRET溫升的影響規律。最終確定了不同工況負載和冷卻參數的匹配規律。 建立了電機磁鏈、電壓方程和機械運動方程。根據MFM-BDRET在混合動力系統的功能，確定了MFM-BDRET中兩電機協調控制策略。利用Matlab建立了系統仿真模型，仿真結果證明了MFM-BDRET模型及其控制策略的可行性。 研製了一台MFM-BDRET樣機，並對樣機性能進行了全面的測試和分析，同時對樣機在混合動力工況下進行了功能性驗證。為MFM-BDRET進一步改進和工程套用提供實驗依據。
