电动车辆再生制动用飞轮储能电机的研究

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1、乘兩未？參硕±学位论文电动车辆再生制动用飞轮储能电机的研究专业名称；由气工程研究生姓名：周涛导师姓名：黄化凯副教授本论文获国家自然科学基金项目（５１３７７０１９）资助。ＲＥＳＥＡＲＣＨＯＮＡＸＩＡＬＦＬＵＸＰＥＲＭＡＮＥＮＴＭＡＧＮＥＴＦＬＹＷＨＥＥＬＭＡＣＨＩＮＥＦＯＲＲＥＧＥＮＥＲＡＴＩＶＥＢＲＡＫＩＮＧＩＮＥＬＥＣＴＲＩＣＶＥＨＩＣＬＥＳＡＴｈｅｓｉｓＳｕｂｍｈｔｅｄ化ＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＦｏｒｔｈｅＡｃａｄｅｍｉｃＤｅｇｒｅｅｏｆ

2、ＭａｓｔｅｒｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＢＹＺＨＯＵＴａｏＳｕｅｒｖｉｓｅｄｂｐｙｒｏｆｅｓｓｏｒｎ－ｋａＡｓｓｏｃｉａｔｅＰＨＵＡＮＧＹｕｉＳｃｈｏｏｌｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＭａ２０１５ｙ东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研巧工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加ｌｉｕ示注和致谢的地方外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构

3、的学位或证书而使用过的材料一。与我同工作的同志对本研巧所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。八！。．八研巧生签名：的满曰期：东南大学学位论文使用授权育明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可Ｗ采巧影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人一致电子文档的内容和纸质论文的内容相。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可公布（包括Ｗ电子信息形式刊登）论文的全部内容或中、英文摘要等部分内容。论文的公布（包括Ｗ电子信息形式刊登）授权东南大学研

4、究生院办理。研巧生签名；沛泰导师签名日期：．＾摘要一电动车辆作为种Ｗ电能为原动力，采用牵引电机驱动的绿色环保交通工具，在城市公共交通系统中起着举足轻重的作用。其运行过程具有频繁起动巧制动的特点，如能通过再生制动系统回收并再利用制动时的能量，对于提高电动车辆的能量利用率具有重要意义，飞轮储能系统近些年来发展迅速，本文采用飞轮储能技术。由于综合性能突出—吸收再生制动能量，Ｗ种新型拓化结构轴向飞轮储能电机为研巧重点，主要研巧内容如下；首先，归纳总结了电动车辆再生制动技术与飞轮储能技术的发展现状。Ｗ南京地

5、铁１号线为研巧对象，从运动学及列车牵引、制动特性曲线两个角度分别搭建了Ｍａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ仿真分析模型，定量分析了城市地铁列车再生制动能量的特征；据此，提出了巧于飞轮储能的飞轮电机所需满足的基本性能要求，并对不同结构电机进行了对，，最终确定了飞轮储能电机的选型及设计要求比从诸多方面综合考虑。一其次，针对轴向永磁电机磁场与性能计算，基于等效磁路法构建了种快速、准确的磁阻网络计算模型，同时可考虑磁路饱和、铁磁材料非线性及永磁磁场与电枢反应磁场相互作用等因素的影响，。为实现简化计算将所建立的磁阻网络类比转化为对应电阻

6、网络，利用Ｍａｔｂｂ数学软件进行仿真分化获取了网络各节点磁化得到了电机磁场，计算了其静，分布、动态电磁性能特征。在此基础上基于遗传算法综合考虑电机电磁与机械性能约束，建立了Ｗ电机转矩密度与效率为目标的优化模型，借助遗传算法工具箱进行优化处理，获取了单目标和多目标优化结果，并通过立维有限元分析验证了等效磁路模型及遗传算法优化设计的可行性。一最后，制作了台定子无磁扼模块化轴向永磁电机样机，并进斤了样机的基本性能一测试，进步验证了等效磁路法的正确性。关键词：再生制动，飞轮储能，轴向永磁电机，等效磁路，遗传算法ＩＡｂ

7、ｓｔｒａｃｔＡｂｓｔｒａｃｔＥｌｅｃｔｒｉｃｖｅｈｉｃｌｅｗｈｉｃｈｕｔｉｌｉｚｅｄｔｈｅｅｌｅｃｔｒｉｃｏｗｅｒａｎｄｄｒｉｖｅｎｂｔｈｅｔｒａｃｔｉｏｎｍｏｔｏｒｉｓｐｙｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄ化ｂｅｏｎｅｏｆｔｈｅｅ凸ｖｉｒｏｎｍｅｎｔｆｒｉｅｎｄｌｙｔｒａｆｉｃｔｏｏｌｓ，ｐｌａｙｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｒｏｌｅｉｎ化ｅｃｉｔｙｐｕｂｌｉｃｔｒａｎｓｏｒｔａｔｉｏｎｓｓｔｅｍ．Ｉｔｓｏｐｅｒａｔｉｏｎｉｄｅｎｔｉｆｙｉ凸ｏｅｒａｔｉｏ打ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔ

8、ｉｃｉｎｃｌｕｄｅｐｙｇｐｕ’ｆｒｅｑｅｎｔｓｔａｒｔｉｎａ打ｄｂｒａｋｉ凸．Ｔｈｅｒｅｆｏ巧ｉｔｆｒｅｉ