電動車輛再生制動用飛輪儲能電機的研究.pdf

1、電動車輛作為一種以電能為原動力，采用牽引電機驅動的綠色環(huán)保交通工具，在城市公共交通系統(tǒng)中起著舉足輕重的作用。其運行過程具有頻繁起動和制動的特點，如能通過再生制動系統(tǒng)回收并再利用制動時的能量，對于提高電動車輛的能量利用率具有重要意義。由于綜合性能突出，飛輪儲能系統(tǒng)近些年來發(fā)展迅速，本文采用飛輪儲能技術吸收再生制動能量，以一種新型拓撲結構軸向飛輪儲能電機為研究重點，主要研究內容如下:
　　首先，歸納總結了電動車輛再生制動技術與飛輪儲能

2、技術的發(fā)展現(xiàn)狀。以南京地鐵1號線為研究對象，從運動學及列車牽引、制動特性曲線兩個角度分別搭建了Matlab/Simulink仿真分析模型，定量分析了城市地鐵列車再生制動能量的特征;據此，提出了用于飛輪儲能的飛輪電機所需滿足的基本性能要求，并對不同結構電機進行了對比，從諸多方面綜合考慮，最終確定了飛輪儲能電機的選型及設計要求。
　　其次，針對軸向永磁電機磁場與性能計算，基于等效磁路法構建了一種快速、準確的磁阻網絡計算模型，同時可考慮

3、磁路飽和、鐵磁材料非線性及永磁磁場與電樞反應磁場相互作用等因素的影響。為實現(xiàn)簡化計算，將所建立的磁阻網絡類比轉化為對應電阻網絡，利用Matlab數學軟件進行仿真分析，獲取了網絡各節(jié)點磁位，得到了電機磁場分布，計算了其靜、動態(tài)電磁性能特征。在此基礎上，基于遺傳算法綜合考慮電機電磁與機械性能約束，建立了以電機轉矩密度與效率為目標的優(yōu)化模型，借助遺傳算法工具箱進行優(yōu)化處理，獲取了單目標和多目標優(yōu)化結果，并通過三維有限元分析驗證了等效磁路模型及