基于Ansys的开关磁阻起动/发电机转子槽型设计

分析了开关磁阻起动/发电机双凸极结构的优缺点。在有限元仿真分析的基础上,提出了开关磁阻起动/发电机两种槽型结构:填充型转子槽型和流线型转子槽型。利用有限元分析软件Ansys对此两种槽型优化方案与传统电机槽型进行了应力、形变、热场等分析,并对仿真结果进行了对比分析。在不同槽型的热场分析中首次提出了多场联合有限元仿真的温度场分析方法。为开关磁阻电机槽型的设计提供了参考,并对两种槽型的适用场合提供了理论依据。     

开关磁阻起动/发电机控制器的硬件实现

针对车用开关磁阻电机起动 /发电系统工作环境恶劣和软件控制抗干扰能力较低的特点 ,提出了以单片复杂可编程逻辑器件 (CPLD)为基础的纯硬件电路实现开关磁阻起动 /发电系统的硬件控制方案。试验结果表明 ,以CPLD为基础的纯硬件控制器可以有效地实现控制系统的起动 /发电 /助力功能 ,并且具有较高的容错能力和良好的动态调节性能。     

高功率密度开关磁阻起动和发电机进展

介绍了国外开关磁阻起动／发电机系统的发展情况及研究趋势,并对系统各组成部分进行了详细分析。     

开关磁阻起动／发电机数字控制系统设计

介绍了开关磁阻起动／发电机系统的构成及其工作原理。在此基础上,设计了以数字信号处理器（DSP）和可编程逻辑器件（CPLD）为核心的数字控制器,包括硬件和软件。该系统利用DSP的强大运算能力实现对系统的实时控制,采用CPLD芯片实现信号的逻辑处理,输出驱动信号控制开关管的通断,仿真波形验证了CPLD逻辑设计的正确性。通过DSP和CPLD的相互配合,从而达到准确控制开关磁阻起动／发电机良好运行的目的。     

开关磁阻起动发电机系统及其一体化控制方案

本文首先对开关磁阻起动/发电机的研究现状、系统的组成及方案选取原则进行分析，结合起动和发电过程中角度控制、斩波控制、脉宽调制控制三种控制方案特点，归纳出适合开关磁阻起动/发电机系统的一体化控制策略；最后给出部分试验结果及性能分析，研究表明：开关磁阻起动/发电机系统具有的结构简单坚固、控制灵活等特点，具备很高的容错运行能力、高能量密度和恶劣环境工作能力，在航空及汽车等领域有着良好的应用前景。     

六相开关磁阻起动/发电机系统的起动特性理论仿真与实验

本文以自行设计和研制的结构新颖的12／10开关磁阻电机为研究对象,根据所选发动机（长安奥拓小型客车三缸汽油发动机）对电机起动、发电及助动的要求,设计了一台2．5kW飞轮式开关磁阻起动／发电机原理样机,采用36／42V直流电源系统,建立了该电机的有限元仿真分析模型,对该电机进行了两维电磁场的有限元分析,得到电机较为精确的模型,结合该电机系统的功率变换电路和控制单元,进行了系统仿真,同时着重对该电机系统的起动过程和起动特性进行了研究和分析,对样机进行了测试并取得了满意的结果,理论分析实测结果基本吻合,表明该电机的设计方法、系统建模和控制策略是合理和可行的。     

基于多场耦合的开关磁阻起动/发电机油冷结构设计

目前,开关磁阻起动/发电机散热方面的研究仍然是一个薄弱环节,同时也是限制电机功率密度提高的一个重要因素。利用有限元软件Ansoft和有限体软件Fluent,提出采用电磁场、温度场、流体场多场联合仿真的方式来设计开关磁阻起动/发电机油冷结构,并对电机温度场进行仿真。在以上多场有限元联合仿真的基础上,设计并试制了一台循油冷却开关磁阻起动/发电机。通过试验证明,基于多场耦合的温度场仿真结果与试验结果吻合度较高。     

混合动力汽车用开关磁阻起动/发电机控制系统设计

针对开关磁阻起动/发电机应用在混合动力汽车ISG系统实现组合起动、发电功能的基本要求,设计了整体控制策略和基于TM S320LF 240和EPM 7128S为核心的DSP CPLD型数字控制器,完成了三相6/4结构开关磁阻起动/发电机样机的起动和发电实验,给出了实验波形和分析结论。表明了本方案实践可行,控制策略正确有效。     

开关磁阻起动/发电机系统数字控制器的研究

介绍了开关磁阻起动/发电机系统基本结构及其工作原理。在此基础上,设计了以TMS320LF2407A为控制核心的数字控制器,包括硬件和软件。重点解决了DSP在系统中的资源分配和控制策略,并利用DSP的丰富资源解决了不同控制模式下的平滑切换问题。实验结果表明,该控制系统正确可行,具有良好的性能。     

开关磁阻起动/发电机功率变换器拓扑

介绍了开关磁阻无刷直流、交流起动/发电机的功率变换器拓扑结构,给出了8kW、12000r/min直流发电机原理样机的设计、仿真及试验结果。     

Research on Iron Loss of Switched Reluctance Starter/Generator for Energy Storage

In order to better realize the energy recovery and storage of hybrid EVs (HEVs), a switched reluctance starter/generator (SRS/G) with both starting and power generation functions is investigated in this paper. First, the iron loss of SRS/G is mainly studied to reduce the motor loss and improve the power generation efficiency. Then, the energy storage of hybrid EVs can be effectively improved. Secondly, a magnetic flux density (MFD) wave-forms solution method is proposed to solve the difficulty in calculating the iron loss of the SRS/G. Compared with the commonly used finite element method, the proposed solution method has the advantages of simple, fast and small computational amount. Meanwhile, considering the different operating conditions of SRS/G, the iron loss models for both the time-domain and frequency-domain are established. In addition, the calculation formula of the variable coefficient Bertotti three-term loss separation is improved. As the hysteresis loss coefficient, the Steinmetz coefficient and the stray loss coefficient are respectively fitted by the Fourier fitting method. This method is also applied to solve the iron loss of SRS/G. Finally, through an experimental verification, it is indicated that the development of proposed method has high accuracy.     

Reliability Analysis of a Switched Reluctance Starter/Generator

In this paper, the combined k-out-of-n : G model and reliability block diagram model is used to analyze the reliability of a switched reluctance starter/generator system. First, the different operational modes of a switched reluctance motor starter/generator are analyzed, and the fault states of the system are briefly described. Then the fault criteria of the system in different operational states are put forward. Secondly, a reliability block diagram model is established to calculate the system-level reliability, and the k-out-of-n : G model is adopted to analyze the reliability of each part of the switched reluctance starter/generator system. To verify effectiveness, the first-order Markov model is also used to analyze the reliability of each part of the switched reluctance starter/generator system. Considering the computational complexity and accuracy of the system, the k-out-of-n : G model is more suitable for system component level reliability analysis. Finally, a 6/4 switched reluctance motor is used as the simulated and experimental platform motor. The final results verify the effectiveness of the reliability analysis model.     

开关磁阻起动/发电系统功率变换器传导EMI建模研究

在分析开关磁阻起动/发电系统功率变换器产生的传导电磁干扰(EMI)传播通道(包括共模和差模)的基础上,采用等效电路模型的方法建立了功率变换器的传导EMI时域模型,并用Ansoft-Simplorer软件以及傅里叶级数分解的方法分析计算了功率变换器产生的EMI频谱,研究结果表明在低频段(小于100 kHz),功率变换器的差模干扰占据主导地位,在高频段,共模干扰占据主导地位。将仿真结果与实测的干扰电压波形和EMI频谱结果进行了比较,验证了所建模型和所用方法的正确性。     

全周期无轴承开关磁阻发电机的设计

分析全周期发电模式下无轴承开关磁阻发电机(bearingless switched reluctance generator,BSRG)的悬浮机理和发电原理,利用等效磁路法推导全周期BSRG的一相磁场储能表达式.考虑到全周期BSRG的控制方式和主、悬浮绕组的电流波形,将两套绕组电流等效为方波;再根据机电能量转换原理,积分得到了利用方波电流峰值表示的平均转矩和平均悬浮力表达式.结合输出功率与平均转矩的关系,推导出了全周期BSRG的主体尺寸计算公式.利用平均悬浮力设计样机最大径向负载要求,并通过绕组峰值电流与气隙磁密的关系计算绕组的匝数.最后,基于所提方法设计了一台实验样机,并通过有限元仿真验证了所提方法的正确性.     

开关磁阻无刷发电机自励磁机理

分析了开关磁阻无刷发电机与并励磁有刷直流发电机的自励磁过程的异同,给出了开关磁阻无刷发电机的自励磁条件。