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《純電動汽車用五相容錯永磁同步電機的關(guān)鍵技術(shù)研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、博士學(xué)位論文純電動汽車用五相容錯永磁同步電機的關(guān)鍵技術(shù)研究RESEARCHONKEYTECHNOLOGIESOFFIVE-PHASEFAULT-TOLERANTPERMANENT-MAGNETSYNCHRONOUSMACHINEFORPUREELECTRICVEHICLES隋義哈爾濱工業(yè)大學(xué)2015年12月國內(nèi)圖書分類號：TM351學(xué)校代碼：10213國際圖書分類號：621.313密級：公開工學(xué)博士學(xué)位論文純電動汽車用五相容錯永磁同步電機的關(guān)鍵技術(shù)研究博士研究生：隋義導(dǎo)師：鄭萍教授副導(dǎo)師：劉勇教授申請學(xué)位：工學(xué)博士學(xué)科：電機與電器所在單位：電氣工程及自動化學(xué)院答辯日期：2015年
2、12月授予學(xué)位單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)ClassifiedIndex:TM351U.D.C:621.313DissertationfortheDoctoralDegreeinEngineeringRESEARCHONKEYTECHNOLOGIESOFFIVE-PHASEFAULT-TOLERANTPERMANENT-MAGNETSYNCHRONOUSMACHINEFORPUREELECTRICVEHICLESCandidate：SuiYiSupervisor：Prof.ZhengPingViceSupervisor：Prof.LiuYongAcademicDegreeAppliedf
3、or：DoctorofEngineeringSpeciality：ElectricalMachineandApparatusAffiliation：SchoolofElectricalEngineeringandAutomationDateofDefence：December,2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology摘要摘要隨著能源危機和環(huán)境污染問題的日益嚴重，電動汽車引起了越來越多的關(guān)注。對于電動汽車這種與人類生活密切相關(guān)的現(xiàn)代交通工具來說，其安全性和可靠性至關(guān)重要。與混合動力汽車不同，純電動汽車
4、完全由電機驅(qū)動，一旦電機系統(tǒng)發(fā)生故障不能工作，純電動汽車將完全癱瘓以致不能繼續(xù)運行，因此研究具有高容錯能力的電驅(qū)動系統(tǒng)是未來電動汽車技術(shù)的重要發(fā)展方向之一。為了提高電機系統(tǒng)的容錯性能，本文研究了具有高可靠性、高容錯運行能力的五相容錯永磁同步電機，該方案可作為下一代電動汽車的高性能電力驅(qū)動執(zhí)行方案，此外，該技術(shù)還可推廣到艦船推進、航空航天等其它對可靠性要求很高的場合。本文圍繞五相容錯永磁同步電機的幾個關(guān)鍵技術(shù)問題開展研究，主要工作包括以下幾個方面：首先，對五相容錯永磁同步電機的電磁方案和參數(shù)計算問題進行了研究。結(jié)合電動汽車應(yīng)用背景及多相容錯永磁同步電機基本設(shè)計原則，首先提出了基于單
5、層和雙層分數(shù)槽集中繞組的電磁方案。通過深入分析單層和雙層分數(shù)槽集中繞組方案，進一步提出一種新型的單雙層混合式分數(shù)槽集中繞組方案。針對分數(shù)槽集中繞組中的1對極次諧波導(dǎo)致永磁體渦流損耗大的問題，提出一種不等匝分數(shù)槽集中繞組方案，將分數(shù)槽集中繞組中的1對極諧波予以消除。將單層、雙層以及單雙層混合式分數(shù)槽集中繞組進行了對比，給出了該類電機的電磁方案選擇原則。針對分數(shù)槽集中繞組在槽內(nèi)左右分層的特點，推導(dǎo)了該類繞組的槽漏抗計算公式；針對分數(shù)槽集中繞組諧波比漏磁導(dǎo)系數(shù)計算復(fù)雜、依賴有限次數(shù)累加、計算精度低的問題，推導(dǎo)了分數(shù)槽集中繞組諧波比漏磁導(dǎo)系數(shù)的精確計算公式，為多相容錯永磁同步電機的設(shè)計提
6、供了指導(dǎo)。其次，對五相容錯永磁同步電機的繞組開路故障容錯控制策略進行了研究。對五相容錯永磁同步電機驅(qū)動電路的拓撲結(jié)構(gòu)進行分析，結(jié)合電動汽車應(yīng)用背景，針對電機一至三相繞組的開路故障，提出了不約束中性點電流的重構(gòu)圓形旋轉(zhuǎn)磁場容錯控制策略，同時還提出了五相容錯永磁同步電機在全橋驅(qū)動形式下基于最大轉(zhuǎn)矩銅損比的容錯控制策略。采用有限元方法對這兩種容錯控制策略進行了分析，并從轉(zhuǎn)矩輸出和效率等方面對這兩種容錯控制策略進行了評價。對五相容錯永磁同步電機在開路故障下的容錯運行特性進行了研究。再次，對五相容錯永磁同步電機的短路故障分析與檢測方法進行了研究。分析了五相容錯永磁同步電機的典型繞組短路故障
7、。為了考慮繞組形狀和真實位置分布對短路電流的影響，提出了考慮導(dǎo)線并繞的繞組短路故障分析模型。-I-哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)博士學(xué)位論文分析了單根導(dǎo)線上和并繞導(dǎo)線間發(fā)生短路故障時，各并繞支路的電流、銅損以及每匝繞組銅損的變化規(guī)律。提出了一種基于新型探測線圈的短路故障檢測方法，研究了單根導(dǎo)線上以及并繞導(dǎo)線間發(fā)生短路故障時的短路故障檢測方法。第四，對五相容錯永磁同步電機的溫升及冷卻問題進行了研究。建立了五相容錯永磁同步電機的二維溫度場分析模型。對五相外轉(zhuǎn)子電機的外機殼、氣隙等傳熱壁面的傳熱系
