Электромеханический преобразователь комбинированной энергетической установки гибридного автомобиля

• Автор: Ежова, Елена Владимировна
• Шифр специальности: 05.09.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 209 с. : ил.

1. Анализ технических решений и методов исследования электромеханической части комбинированной энергоустановки
1.1. Конструктивные решения электромеханической части гибридных автомобилей
1.2. Гибридные автомобили со стартер-генераторами коленвалового типа
1.3. Выбор математических моделей и методов исследования электромеханической части КЭУ
Выводы
2. Методика проектирования силовой электромеханической части КЭУ
2.1. Особенности конструкции асинхронной машины КЭУ
2.2. Методика электромагнитного расчета асинхронной машины для КЭУ43
2.2.1. Методика электромагнитного расчета асинхронной машины для КЭУ на базе серийной АМ
2.2.2. Методика электромагнитного расчета специальной асинхронной машины для КЭУ
2.3. Выбор схем вентильных преобразователей для управления АМ КЭУ
2.3.1. Выбор преобразователя постоянного тока в переменный
2.3.2. Выбор преобразователей уровня постоянного напряжения
2.4. Выбор типов накопителей электрической энергии
Выводы
3. Разработка способов и схем управления электромеханической части КЭУ
3.1. Выбор способов управления АМ в двигательном и генераторном режимах

3.2. Разработка структурной схемы КЭУ в стартерном режиме и режиме поддержки ДВС
3.3. Разработка структурной схемы КЭУ в генераторном режиме
3.4. Разработка функциональной схемы электромеханической части КЭУ
Выводы
4. Математическая модель и исследование переходных процессов КЭУ с АМ
4.1. Математическое моделирование силовой части КЭУ
4.1.1. Математическая модель АМ
4.1.2. Математическая модель источников питания
4.1.3. Математическая модель вентильного преобразователя КЭУ
4.1.4. Математические модели силовой электромеханической части КЭУ
4.2. Проверка корректности компьютерного расчета на экспериментальной
установке
4.3. Моделирование переходных процессов в КЭУ со специальной АМ
4.3.1. Пакет прикладных программ
4.3.2. Результаты моделирования переходных процессов в КЭУ.... 155 Выводы
Заключение
Библиографический список
Приложения

В мировом автомобилестроении в настоящее время наблюдается тенденция интенсивного использования в автомобилях электрических и электронных устройств. Их доля в себестоимости современных автомобилей достигает 15%, а в 2010 году ожидается рост до 35%. Переход от углеводородного топлива к водородному, электрификация и применение электронных систем управления дают возможность снизить массу автомобиля, экономить топливо, повысить экологичность и экономическую эффективность, упростить систему управления, комфортабельность и безопасность транспортных средств. С улучшением этих ключевых потребительских свойств, конкурентоспособность транспортных средств повышается, а у производителя появляется возможность завоевания новых рынков сбыта.
Для современного автомобиля характерна тенденция объединения функциональных систем. Развитие электроники, а также рост требуемой от генератора мощности позволяет объединить совместно элементы системы пуска и электроснабжения в едином устройстве - стартер-генераторе. Это электрическая машина (ЭМ), при пуске работающая электродвигателем, а в нормальном рабочем режиме - генератором.
Такое совмещение позволяет отказаться от ряда устройств, устанавливаемых обычно на двигателе автомобиля (маховика, механизма привода стартера и т.д.), а также расширить функции, выполняемые обычно генератором и стартером. Например, совместно с тормозной системой осуществлять торможение автомобиля с рекуперацией энергии в емкостной накопитель энергии (ЕНЭ), совместно с ЕНЭ служить демпфером при работе двигателя, работать в режиме «стоп-старт» (при остановке автомобиля выключать двигатель внутреннего сгорания (ДВС) и осуществлять бесшумный и быстрый новый пуск). Наконец, в определенных ситуациях возможно движение автомобиля на электрической тяге за счет энергии ЭМ.

Для уменьшения вылета лобовых частей предложенной обмотки число пазов на полюс и фазу <71 статора для АМ следует выбирать возможно меньшим.
Увеличивая число пар полюсов при заданных размерах и индукции, увеличиваем расчетное напряжение фазы статора, что уменьшает расчетный ток статора:
где АI - линейная нагрузка обмотки статора;
Ал/ - число эффективных проводников в пазу статора;
2, = 2рт$х - количество пазов сердечника статора.
Внутренний диаметр статора выбирается исходя из того, чтобы высота спинки статора и МДС в ней были в пределах допустимых значений [26], а также чтобы обеспечивалось условие механической прочности [29,32]:
Асинхронная машина устанавливается на место маховика, поэтому
длины сердечников статора и ротора ограничены пространством между ДВС и сцеплением.
Исходя из выбранного сечения провода обмотки статора, определяется высота паза и высота спинки статора:
(2.14)
р _ л і * и * г
гс 1 пс Н
(2.15)
где НС1 - напряженность в спинке статора;
£с, = Я^Н] . длина магнитной силовой линии в спинке статора.
4 р

кщ - Мв* са* а + Ии, + /гс + кШ1 + ккх,
(2.16)
(2.17)