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一种单相磁阻构造能量回收型缓速器的研究

作　者: 邓高飞
导　师: 李德胜
学　校: 北京工业大学
专　业: 机械工程
关键词: 能量回收型缓速器 开关磁阻电机 辅助制动 电动助力
分类号: U463.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


世界汽车工业已有一个多世纪的历史,汽车的出现极大地促进了人类社会的进步和经济的繁荣。我国的汽车工业起步于上世纪五十年代,改革开放以后特别是近几年,我国的汽车工业取得了飞速的发展,产销双双突破1300万辆。汽车在带给人们便利的同时也消耗了大量的能源,并排放出大量的污染物。面对二十一世纪越来越严峻的资源和环境问题,人们对汽车的环保性、安全性和舒适性提出了更高的要求。为汽车加装辅助制动装置——缓速器,能有效的改善汽车的安全性,减少因制动失效或失灵导致的交通事故。缓速器主要有电涡流缓速器、液力缓速器和永磁缓速器等。在辅助制动基础上进行能量的回收是目前研究的一个热点,常见的制动能量回收技术有:飞轮储能法、液压储能法和电化学能量回收法,其中以电化学的方法应用最为广泛。电化学方法一般是利用某种电机将汽车制动时的动能转化为电能,然后储存到电池里面。本文设计了一种单相磁阻构造能量回收型缓速器,采用一种单相开关磁阻电机作为电动和发电一体机,安装在发动机和变速箱之间,本质为一种并联式混合动力装置。这种能量回收型缓速器可以工作在制动发电和电动助力等模式下,制动发电时,缓速器在辅助制动的同时进行能量的回收;电动助力时,电池组提供能量,缓速器相当于电动机与发动机协同为汽车提供动力。本文基于开关磁阻电机的基础理论知识,针对本项目的具体情况,介绍了单相4/4极磁阻构造缓速器的结构设计、样机的加工和组装以及实验等内容。针对单相开关磁阻电机的特殊性和缓速器工作模式的要求,提出了一种简单可行的控制方法并进行了大量的实验,目前样机台架实验已取得了阶段性的成果。实验表明,这种能量回收型缓速器具有结构简单、易于控制、功率密度高等优点,设计思路有一定的创新性,对相似技术产品的开发具有一定的借鉴价值。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章 绪论  9-19
  1.1 汽车工业发展面临的资源环境问题  9-15
    1.1.1 国内外汽车工业的发展  9-10
    1.1.2 汽车工业发展面临的能源和环境问题  10-11
    1.1.3 汽车制动能量回收的技术背景  11-15
  1.2 汽车缓速器的发展  15-18
    1.2.1 汽车辅助制动技术  15
    1.2.2 汽车缓速器简介  15-18
  1.3 本文的主要研究内容和意义  18-19
    1.3.1 本文的主要研究内容  18
    1.3.2 本文的研究意义和创新点  18-19
第2章 开关磁阻电机的理论  19-37
  2.1 开关磁阻电机简介  19-21
  2.2 开关磁阻电机的性能分析  21-35
    2.2.1 多相开关磁阻电机的工作原理  21-23
    2.2.2 多相开关磁阻电机的运行分析  23-32
    2.2.3 开关磁阻电机的主电路和控制  32-35
  2.3 单相开关磁阻电机的性能分析与设计  35-36
  2.4 本章小结  36-37
第3章 能量回收型缓速器的结构设计  37-47
  3.1 能量回收型缓速器整体方案设计  37-39
  3.2 能量回收型缓速器的结构设计  39-41
  3.3 单相4/4 极开关磁阻电机设计  41-45
    3.3.1 单相4/4 极开关磁阻电机的运行分析  41-43
    3.3.2 单相4/4 极开关磁阻电机的参数设计  43-45
  3.4 本章小结  45-47
第4章 能量回收型缓速器的控制和参数计算  47-59
  4.1 缓速器控制的整体方案设计  47-48
  4.2 缓速器控制电路设计  48-51
  4.3 元器件的选型及介绍  51-56
    4.3.1 大功率三极管IGBT 和二极管  51-52
    4.3.2 IGBT 驱动模块 EXB841  52-54
    4.3.3 其他元器件的选型  54-56
  4.4 缓速器设计参数的计算和仿真  56-58
    4.4.1 能量回收型缓速器的参数计算  56-57
    4.4.2 能量回收型缓速器的参数仿真  57-58
  4.5 本章小结  58-59
第5章 相关实验及结果分析  59-67
  5.1 控制器调试实验  59-61
    5.1.1 控制器调试实验过程及现象  59-60
    5.1.2 控制器调试实验中的问题及解决  60-61
  5.2 单相SR 电动原理实验  61-62
    5.2.1 SR 电动原理实验过程及现象  61-62
    5.2.2 SR 电动原理实验中的问题及解决  62
  5.3 能量回收型缓速器的台架实验  62-64
    5.3.1 台架实验过程及现象  62-64
    5.3.2 台架实验中的问题及解决  64
  5.4 本章小结  64-67
结论与展望  67-69
参考文献  69-73
攻读硕士学位期间所取得的成果  73-75
致谢  75

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中图分类: > 交通运输 > 公路运输 > 汽车工程 > 汽车结构部件 > 制动系统
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