车辆馈能悬架直线电机结构参数优化设计

发布时间：2024-03-11 06:03

　　车辆行驶时由路面不平整引起的车身振动主要通过悬架系统阻尼以热能形式耗散,在车辆能源效率提升的需求下,近年来国内外车辆工程领域日益关注这部分悬架振动能量回收再利用技术。车辆振动能量回收装置的设计和结构优化得到了国内外学者广泛关注,主要在振动能转换电能产出功率方面展开研究。然而,增设馈能发电装置会改变车辆非簧载质量和悬架阻尼系数,造成馈能悬架系统的固有共振频率偏移,进而影响悬架性能,且目前馈能装置设计和优化时很少考虑到馈能装置对悬架系统性能的影响,尚未揭示固有悬架特性的影响机理。本文主要对馈能悬架系统悬架特性以及振动能量回收用圆筒形永磁直线电机(Tubular Permanent-Magnet Linear Machine,TPMLM)结构参数优化进行研究,旨在保证优良悬架特性的同时有最大馈电输出性能,具体的研究内容为:1、基于磁场激励源分离的磁矢势求解方法,提出了馈能发电用TPMLM瞬态解析模型,包括在任意行程位移激励下轴向电磁力表达式与绕组方程,该模型与有限元法求解模型相比,具有解算速度快和精度高的优点;2、馈能悬架系统采用与阻尼器并联安装TPMLM的结构,基于提出的瞬态解析模型建立了...

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．１车辆燃油损耗的各类能量损失占比??

日常使用中燃油或电池能量仅有约１５％用于动力推进和配件供能，其中大部分能量损耗??于机械和传动机构以及克服阻力的过程中１７１。以传统汽车为例，燃油能量损失主要为燃??机的热、泵送与摩擦损失和车轮损耗Ｗ?（如图１．１），考虑到车辆的能量平衡，车轮和减??振阻尼器中粘滞环节共同消耗悬....

图１．２压电式振动能量回收：（ａ）压电式结构；（ｂ）悬臂式压电变换器（ｃ）滚压式压电变换器ＰＩ??

近年来也用于路面、乘用车上的振动能量收集。压电式馈电单元利用晶体或聚??合物陶瓷等压电材料的压电特性，将挤压、拉伸、振动等机械运动应力或力转换为成比??例的电势或电压，如图１．２（ａ）所示。压电式能量回收一般具有较宽的频率响应范围，能??包含车辆各部件和各方向的振动自然频率范围目....

图１．３电磁式振动能量回收装置：⑻直线电机式【２９】；（ｂ）滚珠丝杠传动的旋转电机式（ｃ）齿轮－齿??条传动的旋转电机式ｔ３８］；?（ｄ）液压传动的旋转电机式??

??图１．３展示了几种典型的电磁式悬架振动能回收装置设计，分别为直线电机式与滚??珠丝杆传动、齿轮－齿条传动和液压传动的旋转电机式。表１．２列举了近十年各种振动能??量回收方式中具有代表性的设计，主要比较其能量回收输出功率和功率密度，可以看出：??电磁式振动能量回收相比于压电式振....

图２．１?ＴＰＭＬＭ基本结构??

２．１．１电机结构??ＴＰＭＬＭ按永磁体阵列／背铁与绕组／铁心的排布方式可分为动磁式与动圈式，其中??动圈式基本结构如图２．１所示，电机气隙径向两侧分布为绕组与铁心构成的动子，和永??磁体阵列与背铁构成的定子，这两部分沿电机轴向进行相对运动。同尺寸下动圈式??ＴＰＭＬＭ相比于动磁....

本文编号：3925936