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《沈阳工程学院》 2018年
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依据高力能密度电机的航空主驱动体系研讨

赵阳阳  
【摘要】:近几年,跟着我国低空空域变革的不断推进和新能源工业的继续支撑,电动飞机工业迎来了新的开展要害。现在,已有多个国家和研讨组织规划和开发了混合动力电动飞机和全电式电动飞机,完结试飞实验并逐渐加以推行。关于全电式电动飞机,主驱动体系是最要害的核心技能,是电动飞机的“心脏”和“大脑”。电动飞机要求主驱动体系传动功率高、体积小、重量轻、容错才能高、续航才能久和爬高输出转矩大,因而怎么规划和开宣布高功能的航空主驱动体系是研讨要害之地点。首要,本文依据动力体系结构特色,给出电动飞机主驱动体系六种结构,要点剖析了全电式的拓扑结构。为进步主驱动体系的轻量化程度,别离解析了高功能主驱动电机和逆变器的规划特色。对全电飞机的飞翔进程扼要剖析,给出实践飞翔环境下的物理特性。完结了全电飞机主驱动体系的开始规划和根本功能剖析。其次,关于电动飞机主驱动电机,给出力能密度概念和剖析了进步力能密度的办法,依据惯例办法对永磁电机的首要尺度、永磁体、绕组等开始规划。顺次完结高力能密度永磁电机的铁芯损耗、绕组铜损耗和机械损耗剖析,要点剖析了考虑逆变器谐波的铁耗核算,研讨了不同电机尺度对铁耗的影响规则。依据有限元法,完结主驱动永磁电机的电磁仿真剖析;使用遗传算法,对开始电磁计划进行了优化规划。依据温度场和传热学根本理论,给出永磁电机电磁-温度单边耦合、双方耦合根本求解进程和两种数值求解思路,对电动飞机主驱动永磁电机进行开始的电磁-温度仿真剖析。然后,树立永磁电机操控数学模型,给出整体操控操控战略。完结坐标改换理论推导;要点剖析了7段式SVPWM技能原理,给出电压空间矢量六个扇区开关动作次序和效果时刻;依据矢量操控理论,完结依据SVPWM技能的永磁电机矢量操控仿真剖析。给出电动飞机主驱动逆变器电路如智能功率模块、操控驱动模块、电源转化模块和检测模块的硬件原理图,使用旋转变压器完结了电动飞机主驱动电机的速度实时监测。完结电动飞机主驱动逆变器软件流程图,包含操控主程序和中止子程序的规划。最终,完结全电式飞机主驱动高力能密度永磁电机研制,该电机额外力能密度指标为8.96kW·N·m/kg~2,最大的力能密度指标为15.9 kW·N·m/kg~2。论述两种航空主驱动体系测验渠道,给出反电势丈量办法和永磁电机带螺旋桨实验办法。完结航空主驱动电机的实验数据丈量,对实验数据进行了扼要剖析。实验数据证明,所研制的航空主驱动永磁电机具有很高的能量密度。
【学位颁发单位】:沈阳工程学院
【学位等级】:硕士
【学位颁发年份】:2018
【分类号】:V242

【参考文献】
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