导读:本文包含了四端口机电能量变换器论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:变换器,混合电动车,磁场耦合,速度耦合
四端口机电能量变换器论文文献综述
徐奇伟,朱显辉,崔淑梅[1]（2011）在《四端口机电能量变换器关键技术研究进展》一文中研究指出这里介绍了一种以电磁场为耦合媒介的四端口机电能量变换器(Four Ports Electromechanical Converter,简称FPEC),这种新型结构具有两个电气端口和两个机械端口,可获得更多能量转换方式,尤其适用于混合电动车(HEV)领域中作为动力分离装置。此处对FPEC关键技术分别进行了论述,对磁场耦合、速度耦合、电耦合叁种耦合方式进行了重点讨论分析,详细归纳总结了3种耦合的解耦方案及存在的问题,为FPEC在HEV中的进一步应用提供了理论指导。(本文来源于《电力电子技术》期刊2011年12期）
黄文祥[2]（2011）在《HEV用四端口机电能量变换器耦合问题的研究》一文中研究指出随着混合动力电动汽车的发展,一种新型结构的电气式无级变速装置四端口机电能量变换器被提出,该装置具有两个机械端口和两个电气端口,机电能量耦合模式灵活多变,用在汽车传动系统中不仅可取代传统车的机械式变速装置实现高效率的无级变速动力耦合,同时能取代起动/发电机、驱动电机实现复合式混合动力的全部功能,使得整车燃油经济性大大提高,而且动力传动系统结构更为简化,控制也更易实现。不仅如此,该装置也可用于风力发电、水下推进、矿山机械等需要变速和换能的领域,显示出巨大的应用潜力,然而此类装置内部复杂的磁场耦合也为样机的电磁设计和控制提出了挑战。本文主要研究面向混合动力电动汽车应用的基于感应电机原理的四端口机电能量变换器的耦合问题,包括对机电能量耦合模式,电磁耦合关系及解耦控制,机械耦合问题及解耦方法进行了研究。为分析四端口机电能量变换器取代机械式变速装置并实现混合动力电动汽车功能的可行性,首先分析了面向混合动力电动汽车应用系统时的机电能量耦合模式,提出结合不同功率流的混合动力系统控制方案,针对不同的策略给出确定构成四端口机电能量变换器的两台电机外特性参数的方法,并用CVT功率跟随型轿车和Plug-in城市客车的实例进行仿真分析,根据所得指标设计不同结构和类型的样机,进行比较和优化设计,给出可行的方案。四端口机电能量变换器内部具有两个不同的耦合场,为分析两个耦合场之间的耦合关系及其造成的影响,分别用有限元仿真和实验研究了内外耦合场在不同状态下对系统输出特性的影响以及主要参数的变化特点,推导了基于电机定子的T形等效电路及d、q轴的解耦模型;分别建立基于磁路计算的恒定参数的仿真模型和基于有限元分析结果的变化参数模型,通过仿真说明四端口机电能量变换器的电感参数随内外电机的励磁电流及其相角变化明显,基于变参数的模型可获得与实验相对应的正确结果。为实现对内电机的矢量控制,需要快速准确地获得转速差值,本文基于磁阻式旋转变压器设计了直接测量转速差的转速解耦方案,该方案减少旋变使用数量,可使用通用的轴角变换电路直接测得双转子电机的转速差,实时性好,困难在于信号的引入引出必须依靠环形变压器或电刷-滑环组,可靠性差;为此提出了间接式双轴转速差的测量方法,可利用坐标变换和锁相环解码技术直接内部解耦,没有外部求差的滞后问题。最后,搭建了基于四端口机电能量变换器的混合动力系统测试台架,系统中分别用两台40kW的感应电机模拟发动机和道路负载,而构成四端口机电能量变换器的EM1电机采用转速控制,EM2电机采用转矩控制,整个系统采用MATLAB/Simulink编制上层控制程序,使用dSPACE实时控制软硬件平台实现。使用该台架测算了一体式四端口机电能量变换器的主要参数和外特性,并用分体式样机对比验证了不同控制方案对同一模式的实现,分析了系统功率流及效率。制定多模式切换的自定义循环工况,用分体式四端口机电能量变换器进行测试,验证了利用四端口机电能量变换器实现混合动力功能的可行性和优越性。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2011-07-01）
郑永龙[3]（2010）在《基于磁阻式四端口机电能量变换器控制系统的研究》一文中研究指出磁阻式四端口机电能量变换器在传统电机的基础上增加一个转子,演变成双机械端口和双电气端口的新型电机。其特点是外转子为内外双凸极结构,结构简单,可靠性高,并且具有恒功率范围宽的优点。但与此同时,由于其结构上的特殊性,内外电机绕组产生的磁场相互影响,也使得这种变换器产生了许多复杂的问题,比如电机内部的磁场耦合问题、控制策略和控制方法问题等等,这都与传统电机的控制存在很大的不同。而现阶段,如上问题的研究却还在起步阶段,制约了磁阻式四端口机电能量变换器的发展。本论文主要就磁阻式四端口机电能量变换器的数学模型以及控制方法展开研究。首先,论文阐述了磁阻式四端口机电能量变换器的工作原理,基于其磁路结构建立了等效磁网络模型,在线性磁路条件下解析了统一模型的磁链方程、电动势方程、转矩方程和机械运动方程。建立了基本的磁阻式四端口机电能量变换器的理论分析与计算基础。通过对磁阻式四端口机电能量变换器进行了有限元仿真分析,研究其内部电磁关系。分析了磁耦合对内外转子转矩性能的影响,并与定转子绕组单独通电时的转矩波形比较,得出了转矩特性的规律。本文分析了基于TMS320LF2407数字信号处理器的单CPU实现两电机控制的可行性,提出了一个系统总体控制器方案,设计了DSP控制电路以及驱动保护电路,搭建了SRM的硬件控制平台,在软件上给出了解耦控制的实现方法。对所设计的控制系统进行了仿真分析,采用四相不对称半桥结构的功率拓扑,对内、外电机单独工作时控制性能进行了Simulink仿真分析,最后,在此基础上,考虑内、外电机的耦合影响,对双转子开关磁阻电机控制系统进行了Simulink仿真分析。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2010-06-01）
于淼[4]（2009）在《感应式四端口机电能量变换器控制系统的研究》一文中研究指出感应式四端口机电能量变换器(EVT)是一种具有两个电气端口和两个机械端口的机电能量变换器,由于端口数目的增多,使得其与传统电机相比,具有更多的能量变换方式,因此,在混合动力汽车、风力发电系统等需要进行机电能量变换的场合具有更大的发展潜力。但与此同时,由于其结构上的特殊性,内外电机绕组产生的磁场相互影响,也使得这种变换器产生了许多复杂的问题,比如电机内部的磁场耦合问题、在电机运行时电机参数实时变化问题、控制策略和控制方法问题等等,这都与传统电机的设计和控制存在很大的不同。而现阶段,对于这种电机如上问题的研究却还在起步阶段,制约了感应式四端口机电能量变换器的发展。本论文主要就感应式四端口机电能量变换器(EVT)的数学模型以及控制方法展开研究。针对EVT内部电感参数随着电机运行状态的不同实时发生变化的特点,采用有限元仿真方法,分析了电感参数受内外绕组电流以及磁链相位角影响的变化规律,建立了电感模型。结合EVT内的电磁仿真分析,建立了EVT数学模型,分析了EVT的磁场耦合对电机外特性的影响。建立了转子磁场定向的EVT矢量控制系统模型,提出转矩闭环解耦控制的方法,通过仿真验证了控制方法的可行性。针对现阶段两控制器控制EVT所出现的资源浪费以及信息不同步等问题,本文分析了基于TMS320F2812数字信号处理器的单CPU实现EVT两电机控制的可行性,提出了一个一体式控制器方案,设计了DSP控制电路以及驱动保护电路,搭建了EVT的硬件控制平台,在软件上给出了解耦控制的实现方法。为了验证理论分析的正确性,搭建了EVT实验台架,对不同控制方式下EVT输出转矩进行了测试,通过实测转矩值与仿真值的对比,验证了耦合电感模型,解耦控制的正确性,分析了理论与实际之间误差产生的原因,修正了电机电感和解耦控制的数学模型。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2009-06-01）
程远[5]（2009）在《基于四端口机电能量变换器的混合动力系统的研究》一文中研究指出四端口机电能量变换器(FPEMC)是一种具有两个电气端口和两个机械端口的多端口机电能量转换装置。与传统电机相比,它具有更多的能量变换方式,在混合动力汽车、风力发电系统、水下推进等需要进行机电能量转换的场合中具有很大的应用潜力。但是,四端口机电能量变换器并不是简单的两个电机的迭加,端口数目的增加使得变换器产生了许多复杂的问题,如动态控制问题、控制策略问题、磁场耦合问题等等,为传统电机设计与控制方法提出了许多挑战。本文主要就感应式四端口机电能量变换器(IM-FPEMC)在混合动力汽车中的理论和应用问题展开研究,探索了IM-FPEMC内部磁场分布及磁场耦合规律,提出了合理的解耦方案,并就基于IM-FPEMC的混合动力系统建模方法,以及混合动力系统控制策略等理论和应用问题进行了研究。为分析四端口机电能量变换器的磁场分布规律,解决多励磁源之间的磁场耦合问题,提出合理的解耦控制方案,并为变换器的动态控制奠定基础,本文通过建立IM-FPEMC变换器的等效磁路模型和有限元仿真模型,采用解析分析和磁场有限元分析两种方法,对IM-FPEMC内部磁场进行研究。得出结论,四端口机电能量变换器具有两个气隙磁场,内外电机磁场存在耦合,耦合大小与电机外转子轭部厚度、电机磁势大小、相位有关。电机结构上,可以通过增加外转子轭部厚度降低磁场耦合的影响;电机控制方法上,可通过控制内外电机的磁势相位角及调整励磁大小的措施,实现解耦控制。本文结合IM-FPEMC的磁场分布,给出了IM-FPEMC的动态解耦控制数学模型,为对IM-FPEMC的动态控制奠定了基础。为解决IM-FPEMC在混合动力汽车上的应用问题,分析基于IM-FPEMC的混合动力系统各总成,特别是IM-FPEMC的工作特点,本文引入能量宏观表达法(EMR)对基于IM-FPEMC的混合动力系统进行分析和建模。通过EMR对混合动力系统建模,模型的能量流动情况变得更加清晰、直观,控制器结构和参数设计更加简单,更具条理化。根据IM-FPEMC混合动力系统的控制目标及内部能量的流动特点,本文选定了叁条调节链,应用反转规则得到了相应的控制链,进行了速度控制器、电流控制器的结构和参数设计,为开发混合动力整系统控制策略,研究各总成的工作特点奠定了基础。该方法可用于同类复杂结构混合动力系统的建模和控制器设计。为对基于IM-FPEMC的混合动力系统内部的能量流动进行优化管理,提高系统效率,获得最佳的燃油经济性,本文对基于IM-FPEMC的混合动力系统的能量控制策略进行了研究,对系统能量流进行了优化。研究了一种基于规则的功率跟随控制策略,并进行了Matlab仿真。结果表明,IM-FPEMC不仅能够满足整车的动力性能要求,而且可以优化发动机的工作区域,整车具有较好的燃油经济性,高速公路工况百公里油耗达到4.33L,城市工况百公里油耗达到4.87L,与传统车辆相比,燃油经济性分别提高了32%和23%。本文还对组成IM-FPEMC的两个电机的仿真数据进行了统计分析,得到了变换器的设计指标,给出了变换器的设计特点。为对所做研究进行验证,本文对IM-FPEMC进行了实验测试。结果表明,外电机设计基本达到要求,而内电机设计则必须要对变换器的结构设计进行优化,并需考虑散热问题。实验结果与第2章有限元仿真结果基本吻合,验证了有限元仿真结果的正确性,也验证了IM-FPEMC变换器的磁场分布及磁场耦合规律的正确性。本文开发了基于DSP芯片的以车辆应用为背景的IM-FPEMC硬件控制平台。在dSPACE实时控制软硬件平台基础上,给出了基于EMR的感应电机控制系统具体实现方法,实现了感应电机控制。对基于IM-FPEMC的混合动力系统工作模式进行了实验研究,实现了控制策略的动态模拟,验证了基于EMR建模的系统控制方案,以及本文所提出的控制策略的正确性和有效性。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2009-04-01）
四端口机电能量变换器论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
随着混合动力电动汽车的发展,一种新型结构的电气式无级变速装置四端口机电能量变换器被提出,该装置具有两个机械端口和两个电气端口,机电能量耦合模式灵活多变,用在汽车传动系统中不仅可取代传统车的机械式变速装置实现高效率的无级变速动力耦合,同时能取代起动/发电机、驱动电机实现复合式混合动力的全部功能,使得整车燃油经济性大大提高,而且动力传动系统结构更为简化,控制也更易实现。不仅如此,该装置也可用于风力发电、水下推进、矿山机械等需要变速和换能的领域,显示出巨大的应用潜力,然而此类装置内部复杂的磁场耦合也为样机的电磁设计和控制提出了挑战。本文主要研究面向混合动力电动汽车应用的基于感应电机原理的四端口机电能量变换器的耦合问题,包括对机电能量耦合模式,电磁耦合关系及解耦控制,机械耦合问题及解耦方法进行了研究。为分析四端口机电能量变换器取代机械式变速装置并实现混合动力电动汽车功能的可行性,首先分析了面向混合动力电动汽车应用系统时的机电能量耦合模式,提出结合不同功率流的混合动力系统控制方案,针对不同的策略给出确定构成四端口机电能量变换器的两台电机外特性参数的方法,并用CVT功率跟随型轿车和Plug-in城市客车的实例进行仿真分析,根据所得指标设计不同结构和类型的样机,进行比较和优化设计,给出可行的方案。四端口机电能量变换器内部具有两个不同的耦合场,为分析两个耦合场之间的耦合关系及其造成的影响,分别用有限元仿真和实验研究了内外耦合场在不同状态下对系统输出特性的影响以及主要参数的变化特点,推导了基于电机定子的T形等效电路及d、q轴的解耦模型;分别建立基于磁路计算的恒定参数的仿真模型和基于有限元分析结果的变化参数模型,通过仿真说明四端口机电能量变换器的电感参数随内外电机的励磁电流及其相角变化明显,基于变参数的模型可获得与实验相对应的正确结果。为实现对内电机的矢量控制,需要快速准确地获得转速差值,本文基于磁阻式旋转变压器设计了直接测量转速差的转速解耦方案,该方案减少旋变使用数量,可使用通用的轴角变换电路直接测得双转子电机的转速差,实时性好,困难在于信号的引入引出必须依靠环形变压器或电刷-滑环组,可靠性差;为此提出了间接式双轴转速差的测量方法,可利用坐标变换和锁相环解码技术直接内部解耦,没有外部求差的滞后问题。最后,搭建了基于四端口机电能量变换器的混合动力系统测试台架,系统中分别用两台40kW的感应电机模拟发动机和道路负载,而构成四端口机电能量变换器的EM1电机采用转速控制,EM2电机采用转矩控制,整个系统采用MATLAB/Simulink编制上层控制程序,使用dSPACE实时控制软硬件平台实现。使用该台架测算了一体式四端口机电能量变换器的主要参数和外特性,并用分体式样机对比验证了不同控制方案对同一模式的实现,分析了系统功率流及效率。制定多模式切换的自定义循环工况,用分体式四端口机电能量变换器进行测试,验证了利用四端口机电能量变换器实现混合动力功能的可行性和优越性。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
四端口机电能量变换器论文参考文献
[1].徐奇伟,朱显辉,崔淑梅.四端口机电能量变换器关键技术研究进展[J].电力电子技术.2011
[2].黄文祥.HEV用四端口机电能量变换器耦合问题的研究[D].哈尔滨工业大学.2011
[3].郑永龙.基于磁阻式四端口机电能量变换器控制系统的研究[D].哈尔滨工业大学.2010
[4].于淼.感应式四端口机电能量变换器控制系统的研究[D].哈尔滨工业大学.2009
[5].程远.基于四端口机电能量变换器的混合动力系统的研究[D].哈尔滨工业大学.2009