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1、课程设计报告题目：双机械端口电机特性分析及应用学院：专业名称：学生姓名：班级：指导教师：时间：课程设计任务书双机械端口电机特性分析及应用一、设计内容1、掌握双机械端口电机的结构特点和运行原理；2、建立双机械端口电机的简单数学模型；3、综述双机械端口电机的应用领域及优势；二、主要技术指标1、双机械端口电机简单数学模型；2、双机械端口电机不同工况下的动态性能；三、进度要求2012.09.03—2012.09.05查阅资料；2012.09.06—2012.09.07双机械端口电机特性及应用总结；2012.09.08—2012.09.11双机械端口电机建模；2012.09.12—2012.09.1
2、4撰写报告；学生指导教师摘要本文由混合动力汽车动力组成形式引入话题，首先探讨由双机械端口电机（DualMechanicalPortsMotor,DMPM）构成的电无级变速(ElectricalVariableTransmission,EVT)混合动力系统的组成结构，由此进一步讨论其工作原理，这里主要关注其与普通电机的结构、机电特性的区别，进而指出EVT在实际的机车驱动系统中的最佳工作区间。接着，对EVT系统不同工况的功率流向进行了详细分析。下面一部分是用数学建模的方式对进一步解析EVT的原理与工作状况，需要注意的是，本文只选取了实际机车运行中常见的三种工况进行建模，即纯电动工作模式、混合动
3、力工作模式和停车发电工作模式，得到其电压方程、磁链方程、电磁转矩方程和机械运动方程，由于时间及能力所限，并未对其进行仿真，因而结果有待验证。最后，简要介绍双机械端口电机的应用领域及优势。关键词：DMPM；内外转子；EVT；功率流向；建模；坐标系；电磁转矩目录摘要31.引言52.双机械端口电机构成的EVT系统的结构特点53.EVT的工作原理74.EVT系统运行于不同工况时的功率流向[5][7]84.1正向电动（ωm2>0,Tm2>0）84.2正向制动（ωm2>0,Tm2<0）104.3反向电动（ωm2<0,Tm2<0）104.4反向制动（ωm2<0,Tm2>0）115.模型建立115.1电力
4、变速器(EVT)的工作原理模型[1][4]115.2双机械端口电机三种工况的模型建立[3]145.2..1纯电动工作模式下DMPM的数学模型145.2..2混合动力工作模式下DMPM的数学模型165.2..3停车发电工作模式下DMPM的数学模型176.双机械端口电机的应用领域及优势18参考文献181.引言随着石油资源日益匮乏,人们越来越多地考虑驾车成本问题;另一方面,汽车尾气的排放造成的环境问题也日益严重。电动汽车作为一种清洁、绿色环保的新型车辆,越来越受到重视。但是电动汽车(ElectricalVehicle，EV)大规模储能依旧是其发展的瓶颈问题。所以,混合动力汽车(HybridEle
5、ctricalVehicle,HEV)作为中间过渡产品受到了越来越多人的青睐。这种车效率高,而且排放污染比常规车辆小,具有很大的研究价值,是目前汽车发展很有潜力的一个方向。目前,混合动力汽车按照发动机、电动机以及储能装置如蓄电池的不同结构形式分为三种主要类型:串联式混合动力汽车、并联式混合动力汽车、混联式混合动力汽车。瑞典皇家技术学院(RoyalInstituteofTechnology)的ErikNordlund博士等人提出了一种新型拓扑结构的电机来替代现有的混合动力汽车动力组成形式，这就是由双机械端口电机(DualMechanicalPortsMotor,DMPM)构成的电无级变速(E
6、lectricalVariableTransmission,EVT)混合动力系统[1][6]。2.双机械端口电机构成的EVT系统的结构特点传统的电机一般只有一个定子和一个转子,而双机械端口电机(DMPM)有两个转子,即两个机械端口；一般内转子接原动机,外转子接负载,内外转子的转速可以不一样。这样在应用于诸如混合电动汽车等领域时,显示出了极大的优势。例如原动机内燃机(ICE)的转速可以维持在效率最高的转速点,而负载侧外转子的转速可以随工况的不同而独立变化。ICE全部的输入功率中,一部分转换为负载侧的机械功率,另一部分转化为电功率并通过功率变换器输出,其能量被蓄电池吸收。这是早期的方案,称作集
7、成能量变换器(IET)。由于对蓄电池的充电过程不能长期持续,因此内外转子的转速最后总要接近相等,才能实现转差功率为零,这就限制了IET方案的实际应用。这个缺点可以通过在系统中再增加一个独立的辅助电机来弥补。辅助电机的转子可通过齿轮等设备连到外转子上。蓄电池中的能量可通过辅助电机转化成机械功率,并可进一步增加外转子的输出转矩。进一步的研究是将IET和新增加的辅助电机有机融合在一起,形成所谓双机械端口电机(DMPM)如图1所
