新能源汽车用永磁直线压缩机性能热衰退研究

【摘要】：能源紧缺和环境污染是当今越来越严峻的两个社会问题,未来汽车行业的发展也因此面临着新的挑战。新能源汽车的出现,为未来汽车产业指明了一个新的发展方向。作为新能源汽车上重要的能量供给机构,压缩机的效率高低最终会影响到整个汽车的性能。而直线压缩机在结构、运行方式和运行效率拥有特有的优势,研究表明,直线压缩机系统由电能转换为直线运动形式的机械能的效率,较传统的机构可提高15%～20%。另外,高性能永磁材料在直线电机上的应用,更是进一步推动了直线压缩机的发展和应用。 永磁直线压缩机的工作过程实质上是多个物理场相互作用和影响的过程,其中主要包括电磁场、温度场和机械运动场等。各个场之间存在的相互关系决定了整个压缩机系统的工作性能和稳定性。其中,永磁体的磁性能温度系数较高,容易受温度场变化的影响,导致高温下永磁直线压缩机的工作性能和稳定性发生变化。论文所关注的重点是永磁直线压缩机在运行过程中温升对其工作性能的影响。 论文以动圈式永磁直线压缩机系统为研究对象。首先对研究背景、其结构和工作原理进行简单介绍,并建立机械运动场、电磁场、温度场三者的数学模型；然后通过多场耦合建模的方法,经过仿真计算分析出永磁直线压缩机在运行过程中的性能热衰退；最后通过对直线压缩机的研制,并对其工作特性进行试验研究。 【关键词】：新能源汽车 永磁材料 直线压缩机 衰退性
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U469.7
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-5
• 目录5-7
• 1 绪论7-16
• 1.1 课题背景7-8
• 1.2 直线压缩机的分类及发展现状8-11
• 1.2.1 直线压缩机的分类和特点8-9
• 1.2.2 直线压缩机国内外发展及研究现状9-11
• 1.3 永磁材料的发展和在电机上的应用11-13
• 1.3.1 永磁材料的发展11-12
• 1.3.2 永磁材料在电机上的应用12-13
• 1.4 永磁电机动力热衰退研究现状13-15
• 1.5 本文的研究内容15-16
• 2 永磁直线压缩机的模型建立16-35
• 2.1 永磁直线压缩机的结构和工作原理16-17
• 2.2 永磁直线压缩机的数学建模17-23
• 2.2.1 机械子系统的数学建模17-20
• 2.2.2 电磁子系统模型20-21
• 2.2.3 温度场模型21-23
• 2.3 直线压缩机运动数学模型的求解23-27
• 2.3.1 机械子系统与电磁子系统的耦合建模23
• 2.3.2 气体等效刚度23-24
• 2.3.3 气体等效阻尼24-25
• 2.3.4 直线压缩机系统对简谐激励的响应25-27
• 2.4 铷铁硼永磁材料的性能指标和温度敏感性27-30
• 2.5 多场耦合建模30-35
• 2.5.1 求解方法的选择30-32
• 2.5.2 软件介绍32-35
• 3 永磁直线压缩机性能热衰退分析35-53
• 3.1 永磁直线压缩机共振特性分析35-37
• 3.1.1 压缩机系统的负载频率特性35
• 3.1.2 电流加载方式的确定35-37
• 3.2 损耗分析37-39
• 3.2.1 铜损37-38
• 3.2.2 铁耗38
• 3.2.3 机械损耗和杂散损耗38-39
• 3.3 温度场分析39-44
• 3.3.1 温度场计算模型的确定39
• 3.3.2 热源的确定39-40
• 3.3.3 热交换基本形式和热传递路径40-41
• 3.3.4 导热系数、比热以及表面散热系数的确定41-44
• 3.4 多场耦合分析44-53
• 3.4.1 动态特性分析44-50
• 3.4.2 压缩机性能分析50-51
• 3.4.3 多场耦合总结51-53
• 4 试验研究53-58
• 4.1 永磁直线压缩机样机及其性能测试平台的建立53-54
• 4.2 样机静、动态特性测试分析54-58
• 4.2.1 静态特性测试54-56
• 4.2.2 空载运动特性56
• 4.2.3 温度测试分析56-58
• 5 优化设计58-64
• 5.1 活塞行程的优化58-60
• 5.2 活塞直径的优化60-61
• 5.3 散热能力的优化61-62
• 5.4 电磁推力的温度补偿模型62-63
• 5.5 优化结论63-64
• 6 总结与展望64-66
• 致谢66-67
• 参考文献67-70
• 附录70

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

一种微小型永磁直流直线电机    王坤东;颜国正;

动磁式直线振荡电机性能模拟及实验    邹慧明;张立钦;彭国宏;田长青;

一种双活塞对置直线驱动斯特林制冷机的初步研究    孙中章,张永清,李元,陆永达,沈川玲,刘根

动磁式直线冰箱压缩机的设计方法    谢洁飞;李新华;李香桂;杨波;

高效率电磁驱动直线压缩机的研究    吴张华,罗二仓,戴巍,胡剑英

直线压缩机的现状及在冰箱中的应用研究    陶晓彦;严嘉;秦新敏;仪志恒;

双定子直线电机驱动的空气压缩机的力学特性分析    邱玉江;

直线压缩机的研究现状与发展趋势    谢洁飞,金涛,童水光

新型直线电机驱动的活塞式压缩机研究    吴军超;王裕清;张东霞;

动圈式电磁驱动气门的分析与设计    刘梁;常思勤;

动圈式直线压缩机若干关键问题研究    李志海

永磁同步电机铁心损耗与暂态温度场研究    张洪亮

高速永磁同步电机的损耗分析与温度场计算    江善林

直线压缩机用横向磁通永磁直线振荡电机系统研究    于明湖

膜沸腾阶段对竖直淬火件轴向硬度的影响    李芳,罗新民,李殿凯

热阻网络法在半导体照明光源热分析中的应用    钱可元;刘洪涛;罗毅;

日光温室地基温度场数学模型及试验分析    白义奎;李天来;张文基;

永磁式缓速器转子鼓瞬态温度场的计算方法    何仁;赵万忠;胡青训;

基于直线直流电机的无人机发射技术研究    张安平;陈国平;裴锦华;

智能化多通道风速测量仪器研究    谷玉海;孟玲霞;徐小力;

交流直线电机矢量变换控制软换向方法及实现    樊锋,刘强

基于FPGA的直接驱动阀用音圈电机功率驱动器    王大彧;郭宏;于凯平;张立佳;

金属蜂窝板高温环境下的隔热性能试验与计算    郑力铭;吴大方;王岳武;高镇同;

MEMS多层悬梁微执行器的电-热分析模型研究    蒋剑良

大气隙直线感应电机矢量控制系统建模与仿真    王立强;雷美珍;卢琴芬;叶云岳;

基于虚拟仪器的三相直线感应电机静态测试系统    王立强;卢琴芬;叶云岳;雷美珍;

直线振荡电机谐振频率跟踪策略研究    于明湖;张玉秋;叶云岳;姚泽勇;卢琴芬;

适应性非线性前馈控制系统在钢轨热处理中的应用研究    吴鹏松;吴朝野;周东华;

基于永磁直线电机的倒立摆创新实验平台设计    曹荣敏;周惠兴;陈现敏;文华强;

高效节能的直驱技术及其应用    叶云岳;

空间光学遥感器电子设备热分析应用    赵宇;王兵;

海水淡化膜蒸馏装置传热表面的处理    赏国锋;沈国清;

单侧弹簧线性压缩机性能理论分析与实验研究    唐明生;邹慧明;张立钦;彭国宏;田长青;

圆筒型直线永磁同步电机及其变频控制系统    杨少东;叶云岳;范承志;

甘肃河西大麦麦芽干燥控制系统研究    高晓阳

金属粉末高致密化成形及其数值模拟研究    王德广

洛仑兹平面电机的结构动态特性研究    雷金

高速大推力直线感应电机的电磁理论与设计研究    杨通

医疗废物中典型组分的热解焚烧特性及回转式流化冷渣三段焚烧系统的数值模拟    祝红梅

斯特林型两级脉管制冷机理论与实验研究    颜鹏达

基于全局任务坐标系的精密轮廓运动控制研究    胡楚雄

大功率调制气流声源的数值模拟与实验研究    赵云

永磁同步直线电机推力波动的优化设计研究    程远雄

永磁直线同步电机自抗扰控制系统及实验研究    闫光亚

弧形直线电机伸缩门及其控制研究    张志华

圆筒型永磁直线同步电机电磁性能及温度场研究    王旭强

压缩机活塞圆度误差数字检测系统研究    宋抗

方钢管混凝土火灾条件下温度场和温度应力研究    赵永梅

采油中心的设计与动力学分析    易昌

磨粉机冷却式磨辊的设计及研制    李东梁

永磁直线同步电动机无绳电梯控制装置研究    康洪超

数控机床直线电机驱动运动控制算法仿真分析研究    冯巧红

同步发电机对称和不对称工况多物理场的计算与分析    孙宏丽

圆筒型直线永磁电动机的设计研究    郑福龙

柔性自适应桁架及其振动最优控制实验    赵国伟,黄海,夏人伟

制冷剂的可持续发展    秦伟;李茂德;

碳纤维及其在复合材料方面的应用    春胜利;黄榴红;李勇锋;

带阻尼条的永磁无刷直流电机转子温度场分析    黄丽华;吴海鹰;

中国NdFeB磁体产业近况    罗阳

麦格昆磁公司专利战略研究    和金生,王会良

变频调速异步电动机铁耗的分析计算    刘玉庆,李莉

高速磁悬浮列车的战略进展与我国的发展战略(下)    严陆光,徐善纲,孙广生,戴银明,张瑞华,武瑛

水内冷汽轮发电机转子温度场计算    曹国宣;

新型筒型永磁动圈式直线电动机气隙磁场解析分析    王淑红;熊光煜;

无转速传感器异步电机矢量控制系统控制方法的研究    张伟

开关磁阻电机性能的场—路—运动耦合分析    阎秀恪

等离子喷涂纳米陶瓷热障涂层组织与性能研究    王文权

动磁式直线压缩机理论与试验研究    谢洁飞

基于数值分析的大型同步电机内温度场的研究    温志伟

高速永磁电机的机械和电磁特性研究    王继强

大冷量斯特林制冷机用动磁式直线压缩机关键部件及整机性能研究    陈楠

新型双定子直线振荡电机的研究    夏永明

开关磁阻电机的无位置传感器检测及神经网络控制    修杰

无位置传感器永磁直线同步电机进给系统初始位置估计及控制研究    陆华才

平面变压器PCB板绕组的损耗分析、计算与设计优化    旷建军

直线压缩机研究    叶利洪

零速/极低速磁链位置观测仿真及高性能数字控制平台设计    林利华

冰箱用直线压缩机原理性样机的研制    马振飞

基于推广卡尔曼滤波的永磁同步电机无位置传感器控制    李响

冰箱压缩机驱动用动磁式直线振荡电机研究    马永寿

碳纤维环氧树脂复合材料导电性及机敏性的研究    王沁芳

动磁式直线空气压缩机的研发    刘晓辉

高速永磁电机损耗计算与热分析    徐云龙

微型燃气轮机驱动的高速永磁发电机电磁场及温度场计算    唐丽

直线压缩机的研究现状与发展趋势    谢洁飞,金涛,童水光

直线压缩机的电压控制    崔丽娜,郑水英,马振飞

摩擦力对直线压缩机性能的影响    马振飞,郑水英,崔丽娜

直线压缩机气阀的有限元分析    杨炳春,何志龙,彭学院,邢子文

冰箱用直线压缩机研究    何志龙,李连生,束鹏程

永磁直线电动机一种控制系统的实现    唐明;阎治安;

压缩机驱动用直线永磁电动机的研究    阎治安,高小赟,易萍虎,洪维华

直线压缩机的现状及在冰箱中的应用研究    陶晓彦;严嘉;秦新敏;仪志恒;

直线振荡电动机及其在活塞式制冷压缩机上的应用    谢洁飞;金涛;郑水英;童水光;

直线压缩机控制器的应用研究    阎治安;金亮亮;唐明;洪维华;

系列高效斯特林脉冲管制冷机研究    胡剑英;戴巍;罗二仓;王晓涛;黄宇;

斯特林用直线压缩机的传递函数法建模    刘向农;唐景春;吴昊;叶斌;

100Hz级脉冲管制冷机实验研究    王晓涛;戴巍;胡剑英;余国遥;任嘉;罗二仓;周远;

动磁式直线压缩机设计与试验研究    赵科;金涛;郑水英;

自由活塞斯特林制冷机的研究概述    陈曦;武卫东;张华;吴亦农;陈楠;

浅谈永磁核磁共振的设备管理    王维强;

无轴承永磁薄片电机试验平台及驱动系统设计    朱通;朱熀秋;孙永波;郝晓红;

直驱式永磁电机气隙主磁场解析数值分析    章跃进;李春江;屠关镇;江建中;

直线振荡电机的研究与应用    卢琴芬;叶云岳;于明湖;

双PWM控制永磁直驱风力发电系统并网研究    杨国良;陈媛媛;

小小永磁棒打造大产业    本报记者 原腊苗

开鲁湘电产业园直驱永磁风机项目近期将开工生产    周宝奇　赵兴明

稀土价格大涨 永磁直驱风机成本压力骤升    CNE记者 张磊

湘电股份5兆瓦直驱永磁风电运行    记者 郭成林

吉林永大集团举办多场路演 永磁开关领域优势受关注    记者 吉文

扩大永磁技术在行业内广泛应用    CNE记者 王玮玲

永大集团、亚玛顿今起招股    记者 冬北　胡义伟

“1.5MW直驱永磁风电机组产业化关键技术开发”通过验收    通讯员 兴科

金风永磁直驱风机获低电压穿越认证    李洁

在南京打造世界压缩机研发中心    本报深度报道组记者 李芳　张扬

动圈式直线压缩机若干关键问题研究    李志海

新型双定子直线振荡电机的研究    夏永明

直线压缩机用横向磁通永磁直线振荡电机系统研究    于明湖

直驱永磁风力发电系统并网技术研究    唐芬

永磁有刷直流电动机电磁振动与噪声的分析    何鹄环

永磁—感应子式混合励磁发电机电磁场计算及运行特性分析    付兴贺

永磁开关磁链电机结构与控制的研究    汪昱

永磁直驱风力发电变流器的并联运行研究    李瑞

基于CSC永磁直驱风力发电系统协调控制方法与策略研究    赖纪东

四轮驱动电动汽车永磁无刷轮毂电机驱动系统控制研究    卢东斌

新能源汽车用永磁直线压缩机性能热衰退研究    李桂银

冰箱用直线压缩机电机与控制系统研究    李晓宇

动圈式直线压缩机结构改进与实验研究    赵鹏

应用于新能源汽车的电动直线压缩机控制系统的研究    李宗立

冰箱用直线压缩机结构研究    赵星磊

制冷用直线压缩机的动力分析与气阀研究    王良泽

直线压缩机用气体轴承及间隙密封特性的数值研究    李海宁

直线压缩机控制系统的开发    崔丽娜

冰箱用直线压缩机原理性样机的研制    马振飞

一种新型结构的直线压缩机研究    李奎