天津大學(xué)碩士研究生選題報(bào)告及論文工作計(jì)劃表(賈旭)

天津大學(xué)碩士研究生選題報(bào)告及論文工作計(jì)劃表碩士生姓名：賈旭學(xué)號：2010203074入學(xué)年月：2010.9所屬學(xué)院：電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院專業(yè)：電氣工程導(dǎo)師姓名：王曉遠(yuǎn)課題名稱：電動(dòng)汽車用大功率無刷直流電機(jī)設(shè)計(jì)1、課題來源：√（1）導(dǎo)師研究課題的一部分（2）自己選擇課題（3）其它 （選一項(xiàng)打√）2、項(xiàng)目所屬性質(zhì)：（1）基礎(chǔ)研究√（2）應(yīng)用基礎(chǔ)研究（3）應(yīng)用研究（4）開發(fā)研究（5）工程設(shè)計(jì)（選一項(xiàng)打√）3、預(yù)計(jì)論文完成時(shí)間：2012年11月30日選題報(bào)告時(shí)間：2011年9月10日參加報(bào)告范圍及人數(shù)：研究生（20）、教授（2）、副教授(1)評議組成員姓名：王曉遠(yuǎn)陳益廣李斌職稱：教授教授副教授擬選課題國內(nèi)、外的研究動(dòng)態(tài)、水平、存在問題，并附主要參考文獻(xiàn)：課題國內(nèi)外研究現(xiàn)狀無刷直流電機(jī)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、調(diào)速性能好、效率高、能量密度大、過載能力強(qiáng)、性能穩(wěn)定、安全可靠，是電動(dòng)汽車的理想驅(qū)動(dòng)電機(jī)。目前，許多國外汽車廠商生產(chǎn)的電動(dòng)汽車已采用無刷直流電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，如：日本豐田公司的CUV—4、EV—PIus電動(dòng)轎車，日產(chǎn)公司的PrairieJOY廂式電動(dòng)車，中部電力公司得DreamMini電動(dòng)轎車，東京電機(jī)大學(xué)的2座電動(dòng)轎車等。國家“863”計(jì)劃將永磁高速無刷直流電動(dòng)機(jī)列為電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)之一，已吸引了大批的科研院所及企業(yè)對其投入研究。但是，我國在大功率永磁無刷直流電動(dòng)機(jī)的研究方面仍處于起步階段。永磁無刷直流電動(dòng)機(jī)在電動(dòng)汽車領(lǐng)域的應(yīng)用，還有待其在本體設(shè)計(jì)和控制策略方面技術(shù)的成熟。國內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)及存在問題目前，無刷直流電機(jī)在電動(dòng)汽車中的應(yīng)用主要存在低速轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)和退磁問題。嚴(yán)重影響整車性能。對于轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，當(dāng)前主要從電機(jī)本體設(shè)計(jì)和控制策略兩方面入手對其進(jìn)行抑制；對于退磁問題，在電機(jī)設(shè)計(jì)方面要考慮工作溫度點(diǎn)、鐵磁材料結(jié)構(gòu)和表面處理等問題，在控制方面要采取措施，避免疲勞退磁和突然失磁。主要參考文獻(xiàn)1．張存山，范瑜．永磁無刷電機(jī)的電磁設(shè)計(jì)參數(shù)研究．北京交通大學(xué)學(xué)報(bào)，2004，28（5）：99～102．2.張偉雄，鄭嬋君，張敬華．基于磁網(wǎng)絡(luò)模型方波永磁電機(jī)氣隙磁場的研究．微特電機(jī)，1999，(6)：2～7．XieW，HaoY，ZhangX，WeiW．PerformanceAnalysisofBrushlessDCMotorBasedonEquivalentMagneticNetworkModelinPropulsionSystem．ProceedingofEighthInternationalConferenceonElectricalMachinesandSystems，2005，V01．1：397～400．葉金虎.現(xiàn)代無刷直流永磁電動(dòng)機(jī)的原理和設(shè)計(jì).北京：科學(xué)出版社，2007.譚建成.永磁無刷直流電機(jī)技術(shù).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2011.C.C.Chan,K.T.Chau,J.Z.Jiang,W.Xia,M.ZhuandR.Zhang,”NovelPermanentMagnetMotorDrivesforElectricVehicles”,InternationalTransactionsonIndustrialElectronics,Vol.43,No.2,pp.331-338,1996.2、課題擬解決的主要技術(shù)問題，在理論和應(yīng)用方面的意義，完成課題的條件（包括個(gè)人業(yè)務(wù)水平、教研室或?qū)W科組的技術(shù)、設(shè)備條件）和擬采取的技術(shù)措施和辦法：研究內(nèi)容本論文擬設(shè)計(jì)一臺滿足電動(dòng)汽車性能要求的30kW無刷直流電機(jī)。主要研究內(nèi)容如下：（1）合理設(shè)計(jì)電機(jī)槽開口寬度、合理配置電機(jī)的極槽組合、合理調(diào)整磁路系統(tǒng)的尺寸，從而提高BLDC的功率密度，滿足電動(dòng)汽車對電機(jī)質(zhì)量小、功率密度高的要求。（2）通過合理的極槽組合，合理設(shè)計(jì)槽開口寬度抑制轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，從而改善電動(dòng)汽車低速運(yùn)行時(shí)的振動(dòng)和噪聲問題。（3）對設(shè)計(jì)的樣機(jī)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)仿真。研究意義無刷直流電機(jī)是應(yīng)用于電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的最有前途的電機(jī)之一。本論文致力于對電動(dòng)汽車用BLDC存在的低速轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)進(jìn)行研究，并通過合理設(shè)計(jì)進(jìn)一步提高電機(jī)的功率密度。通過實(shí)驗(yàn)仿真驗(yàn)證所提出方法的有效性，從而促進(jìn)BLDC在電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)上的應(yīng)用?？尚行苑治鯞LDC轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的抑制是當(dāng)前研究的熱點(diǎn)，通過閱讀相關(guān)專業(yè)書籍和文獻(xiàn)，結(jié)合電動(dòng)汽車的性能要求，利用實(shí)驗(yàn)室良好的實(shí)驗(yàn)條件，完全可以設(shè)計(jì)出有效抑制低速轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的電動(dòng)汽車用大功率BLDC。研究方法與步驟閱讀相關(guān)專業(yè)書籍和文獻(xiàn)，全面掌握BLDC的原理和設(shè)計(jì)方法，深入了解課題當(dāng)前的研究動(dòng)態(tài)和方法。學(xué)習(xí)電機(jī)設(shè)計(jì)和仿真軟件。結(jié)合電動(dòng)汽車性能要求，以減小轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，提高功率密度為主要目標(biāo)，設(shè)計(jì)電機(jī)。對設(shè)計(jì)的樣機(jī)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)仿真，驗(yàn)證其性能。擬采用的技術(shù)措施1.根據(jù)電動(dòng)汽車的性能要求和電機(jī)的功率等級確定電機(jī)定轉(zhuǎn)子的參數(shù)和主要尺寸。2.使用Ansoft軟件為BLDC建模。3.利用有限元法驗(yàn)證所設(shè)計(jì)的磁路系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和尺寸，槽開口寬度等參數(shù)是否滿足設(shè)計(jì)目標(biāo)。課題進(jìn)展計(jì)劃（包括各階段計(jì)劃完成的內(nèi)容和所需的時(shí)間等）。2011.08—2011.09閱讀專業(yè)書籍和文獻(xiàn)，掌握BLDC基礎(chǔ)知識，了解課題當(dāng)前研究動(dòng)態(tài)；2011.09—2011.11學(xué)習(xí)Ansoft軟件，對BLDC進(jìn)行建模。2011.11——2012.06在已有理論基礎(chǔ)上，對BLDC的磁路結(jié)構(gòu)和尺寸、槽開口寬度和極槽組合進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，并進(jìn)行有限元分析，驗(yàn)證其性能。2012.06——2012.10進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)的樣機(jī)，以滿足電動(dòng)汽車的性能要求。2012.11——2012.12完成論文，畢業(yè)答辯。4、導(dǎo)師對碩士生選題報(bào)告的評語（碩士生對國內(nèi)外文獻(xiàn)、動(dòng)態(tài)、水平是否了解清楚，所選課題是否適當(dāng)、正確，預(yù)期目標(biāo)能否達(dá)到，理論和實(shí)際應(yīng)用的價(jià)值如何、路線和措施是否具體可行等）：該題目主要研究了提高電動(dòng)汽車用無刷直流電機(jī)的功率以及減少無刷直流電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)問題，該生充分查閱了國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)，對無刷直流電機(jī)的相關(guān)內(nèi)容及所研究得項(xiàng)目已有一定了解。同時(shí)以提高BLDC功率和減小轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)這一研究方向則有很好的應(yīng)用前景，該生根據(jù)現(xiàn)有條件設(shè)計(jì)了合乎理論依據(jù)的實(shí)驗(yàn)方案，具有很好的創(chuàng)新性和可操作性，同時(shí)具有較強(qiáng)的可行。導(dǎo)師簽字：年月日5、選題報(bào)告會評議組意見：組長（簽字）：年月