电动汽车用开关磁阻电机振动产生机理及抑制策略研究
发布时间：2021-10-15 18:30
电动汽车作为新型交通工具,具有能耗低、污染小的特点,能够有效解决交通带来的巨大能源消耗与环境污染问题。驱动电机及其控制系统作为电动汽车三大核心技术之一,其性能优劣将直接影响电动汽车整体性能。开关磁阻电机（Switched Reluctance Motor,SRM）从其诞生以来一直受到学术界及产业界关注,其在最高效率、效率平台宽度、功率密度等方面与目前公认性能指标最好的永磁电机差别并不明显,甚至在高速时效率及调速性能更胜于永磁电机。但是,由于其双凸极特性,使得其电流激励不连续,造成其运行时振动噪声明显大于永磁电机,导致用户体验不佳,尤其在电动汽车等讲究舒适性的众多行业中难以推广应用。然而,开关磁阻电机相比永磁电机,无需稀土永磁材料,从稀土资源不可再生,以及磁钢高温易退磁的致命缺陷来看,开关磁阻电机具有更广泛的发展空间和应用需求。因此,研究电动汽车用开关磁阻电机振动产生机理及抑制策略具有重要的学术意义与应用价值。本文主要研究了开关磁阻电机振动产生机理及其抑制策略。首先对振动与电参数相关性进行定性分析,并基于此相关性,初步建立了振动加速度基础模型;在此基础上,进一步对振动与电参数的相关性进行...
【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：119 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.1.1 电动汽车用开关磁阻电机驱动系统背景概述
1.1.2 问题的提出
1.2 开关磁阻电机驱动系统简介
1.2.1 开关磁阻电机本体结构及工作原理
1.2.2 开关磁阻电机基本控制方式
1.3 开关磁阻电机振动噪声研究现状
1.3.1 开关磁阻电机振动模型研究现状
1.3.2 开关磁阻电机振动抑制策略研究现状
1.4 研究意义与内容
1.5 本文结构
第二章 开关磁阻电机振动机理及基础建模研究
2.1 引言
2.2 振动机理研究
2.3 振动相关性定性分析及基础建模方法研究
2.3.1 振动冲激相关性分析
2.3.2 振动冲激相关性验证
2.3.3 自然振荡验证
2.3.4 固有频率分析
2.3.5 建模方法研究
2.4 仿真模型搭建及结果验证
2.4.1 仿真模型搭建
2.4.2 仿真结果验证
2.5 本章小结
第三章 开关磁阻电机振动快速建模方法研究
3.1 引言
3.2 快速建模方法研究
3.3 模型参数研究
3.3.1 固有频率
3.3.2 振动加速度峰值
3.3.3 阻尼系数
3.4 仿真模型搭建及结果验证
3.4.1 仿真模型搭建
3.4.2 仿真结果验证
3.5 本章小结
第四章 基于最优开关角度选取的振动抑制方法
4.1 引言
4.2 电流及振动谐波阶数研究
4.2.1 谐波阶数解析推导
4.2.2 共振情况
4.2.3 仿真验证
4.3 基于最优角度选取的振动谐波抑制方法
4.3.1 解析推导电流谐波及最优开关角
4.3.2 仿真验证
4.4 考虑效率情况下的最优开关角选取
4.5 本章小结
第五章 基于扰频理论的随机开通角振动抑制方法
5.1 引言
5.2 基于扰频理论的随机开通角方法
5.3 开通角变化范围对随机开通角方法的影响
5.4 两相交叠宽度对随机开通角方法的影响
5.5 随机开通角方法对转矩和效率的影响
5.6 本章小结
第六章 实测验证与分析
6.1 实测平台
6.2 硬件平台
6.3 软件平台
6.3.1 基本软件平台
6.3.2 随机开通角方法的实现
6.4 实测仿真结果对比
6.4.1 基于LSSVM及模态叠加的振动模型仿真实测结果对比
6.4.2 基于解析的振动快速计算模型仿真实测结果对比
6.4.3 基于最优角度选取的共振抑制方法实测结果
6.5 结果对比
第七章 总结与展望
7.1 本文工作总结
7.2 未来工作展望
致谢
参考文献
附录
作者攻读博士学位期间取得的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]汽车新型能源动力系统技术战略与研发进展[J]. 欧阳明高. 内燃机学报. 2008(S1)
博士论文
[1]电动汽车用开关磁阻电机低转矩脉动控制系统研究[D]. 高旭东.哈尔滨理工大学 2018
[2]基于有取向硅钢的轴向磁通开关磁阻电机分析和设计[D]. 马霁旻.华中科技大学 2017
[3]开关磁阻电机的振动和转矩脉动抑制研究[D]. 张鑫.山东大学 2016
[4]电动车开关磁阻电机驱动系统研究[D]. 程鹤.中国矿业大学 2015
[5]基于开关磁阻电机的汽车ISAD系统研究与实践[D]. 全力.南京航空航天大学 2007
[6]航空高压直流开关磁阻起动/发电机系统的研究[D]. 严加根.南京航空航天大学 2006
硕士论文
[1]基于电流环的开关磁阻电机振动抑制方法[D]. 张铭书.东南大学 2018
本文编号：3438423
【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：119 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.1.1 电动汽车用开关磁阻电机驱动系统背景概述
1.1.2 问题的提出
1.2 开关磁阻电机驱动系统简介
1.2.1 开关磁阻电机本体结构及工作原理
1.2.2 开关磁阻电机基本控制方式
1.3 开关磁阻电机振动噪声研究现状
1.3.1 开关磁阻电机振动模型研究现状
1.3.2 开关磁阻电机振动抑制策略研究现状
1.4 研究意义与内容
1.5 本文结构
第二章 开关磁阻电机振动机理及基础建模研究
2.1 引言
2.2 振动机理研究
2.3 振动相关性定性分析及基础建模方法研究
2.3.1 振动冲激相关性分析
2.3.2 振动冲激相关性验证
2.3.3 自然振荡验证
2.3.4 固有频率分析
2.3.5 建模方法研究
2.4 仿真模型搭建及结果验证
2.4.1 仿真模型搭建
2.4.2 仿真结果验证
2.5 本章小结
第三章 开关磁阻电机振动快速建模方法研究
3.1 引言
3.2 快速建模方法研究
3.3 模型参数研究
3.3.1 固有频率
3.3.2 振动加速度峰值
3.3.3 阻尼系数
3.4 仿真模型搭建及结果验证
3.4.1 仿真模型搭建
3.4.2 仿真结果验证
3.5 本章小结
第四章 基于最优开关角度选取的振动抑制方法
4.1 引言
4.2 电流及振动谐波阶数研究
4.2.1 谐波阶数解析推导
4.2.2 共振情况
4.2.3 仿真验证
4.3 基于最优角度选取的振动谐波抑制方法
4.3.1 解析推导电流谐波及最优开关角
4.3.2 仿真验证
4.4 考虑效率情况下的最优开关角选取
4.5 本章小结
第五章 基于扰频理论的随机开通角振动抑制方法
5.1 引言
5.2 基于扰频理论的随机开通角方法
5.3 开通角变化范围对随机开通角方法的影响
5.4 两相交叠宽度对随机开通角方法的影响
5.5 随机开通角方法对转矩和效率的影响
5.6 本章小结
第六章 实测验证与分析
6.1 实测平台
6.2 硬件平台
6.3 软件平台
6.3.1 基本软件平台
6.3.2 随机开通角方法的实现
6.4 实测仿真结果对比
6.4.1 基于LSSVM及模态叠加的振动模型仿真实测结果对比
6.4.2 基于解析的振动快速计算模型仿真实测结果对比
6.4.3 基于最优角度选取的共振抑制方法实测结果
6.5 结果对比
第七章 总结与展望
7.1 本文工作总结
7.2 未来工作展望
致谢
参考文献
附录
作者攻读博士学位期间取得的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]汽车新型能源动力系统技术战略与研发进展[J]. 欧阳明高. 内燃机学报. 2008(S1)
博士论文
[1]电动汽车用开关磁阻电机低转矩脉动控制系统研究[D]. 高旭东.哈尔滨理工大学 2018
[2]基于有取向硅钢的轴向磁通开关磁阻电机分析和设计[D]. 马霁旻.华中科技大学 2017
[3]开关磁阻电机的振动和转矩脉动抑制研究[D]. 张鑫.山东大学 2016
[4]电动车开关磁阻电机驱动系统研究[D]. 程鹤.中国矿业大学 2015
[5]基于开关磁阻电机的汽车ISAD系统研究与实践[D]. 全力.南京航空航天大学 2007
[6]航空高压直流开关磁阻起动/发电机系统的研究[D]. 严加根.南京航空航天大学 2006
硕士论文
[1]基于电流环的开关磁阻电机振动抑制方法[D]. 张铭书.东南大学 2018
本文编号：3438423
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