混合动力车辆永磁同步电机偏心故障引起的机电耦合非线性振动研究

基本信息
批准号:51875575
项目类别:面上项目
资助金额:60.00
负责人:刘锋
学科分类:
依托单位:中国人民解放军陆军装甲兵学院
批准年份:2018
结题年份:2022
起止时间:2019-01-01 - 2022-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:韩寿松,李军,邢俊文,宋海军,刘艳斌,赵耀,于洪雨
关键词:
平顺性混合动力机电复合传动
结项摘要

The rotor eccentricity faults of the permanent magnet synchronous motor (PMSM) in hybrid electrical vehicle cause the complex nonlinear vibration due to electromechanical coupling effect. This research focuses on the dynamic problem. The air-gap magnetic field distribution of the PMSM of which power is supplied by inverter is studied and then the UMP model is obtained. The dynamic characteristics caused by rotor mass and static eccentricities are investigated. Considering the vibration of the stator, the continuum model of the stator and the lumped parameter model of the rotor are established, respectively. Furthermore, the mixed model of both is modeled by coupling interface which leads to the coupling of the electromagnetic system and mechanical system. Due to the nonlinearity of UMP, the forward and backward whirling motions are coupled and the corresponding mechanism is investigated. Moreover, the internal resonance and multiple resonance mechanisms and conditions are analyzed carefully. This research can be considered as the theoretical support for the vibration suppression and dynamic modification and provide the criterion of the health monitoring and the fault diagnosis for the PMSM in hybrid electrical vehicle.

由于机电耦合效应,混合动力车辆永磁同步电机转子的偏心故障导致了非常复杂的非线性动力学行为。本项目针对这一问题,研究永磁同步电机在逆变器供电时偏心气隙磁场的分布获得不平衡磁拉力解析模型;研究转子偏心作用下电机转子系统的动态特性;进而考虑永磁同步电机定子的振动,建立连续体电机定子振动模型和集中参数转子动力学模型,并利用定转子的耦合界面进行综合,建立系统定转子的混合机电耦合动力学模型。研究探明在考虑定子振动时转子正、反涡动模态耦合形成机制,以及定、转子系统产生内共振和多重共振的机理。研究成果可为混合动力车辆传动系统的振动抑制及其动力学修改提供技术支持,还可为车辆在使用过程中的健康监测管理和故障诊断提供原理依据。

项目摘要

混合动力车辆永磁同步电机转子的偏心故障导致系统复杂的非线性动力学行为,这使系统的状态估计和故障诊断十分困难。针对这一问题,本项目开展了混合动力车辆永磁同步电机转子系统的非线性动态特性研究。通过磁场分析和Maxwell应力张量法建立了考虑谐波效应和齿槽效应的不平衡磁拉力解析模型并进行了有限元验证,为动力学分析提供了解析输入。建立了考虑转子轴非线性、谐波和齿槽效应的转子系统横向振动模型,利用平均法得到了转子的频率特性并解释了正反涡动的形成机制。考虑混合偏心(质量偏心和静态偏心)建立了转子动力学模型,通过系统保守力分析获得了平衡点的通有分岔特性和系统的稳定性条件。通过相位分析改进了多尺度法得到了系统频率特性并解释了转子正反涡动的耦合机理。建立了相对运动、相对/牵连复合运动作用下的电机非线性振动模型,利用多尺度法对两种模型的动态特性进行了解析求解,分别获取了相对运动和复合运动作用下电机的非线性动力学行为。通过相位分析获得了转子内共振幅度调制的产生机理。通过试验分析获得了定子悬置的能量耗散机制并验证了转子涡动理论分析的正确性。本项目研究成果可为地面无人装备状态估计和故障诊断提供动力学依据和为机电复合传动系统的振动与噪声抑制及其动力学修改提供技术支持。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

玉米叶向值的全基因组关联分析

玉米叶向值的全基因组关联分析

DOI:
发表时间:
2

监管的非对称性、盈余管理模式选择与证监会执法效率?

监管的非对称性、盈余管理模式选择与证监会执法效率?

DOI:
发表时间:2016
3

一种光、电驱动的生物炭/硬脂酸复合相变材料的制备及其性能

一种光、电驱动的生物炭/硬脂酸复合相变材料的制备及其性能

DOI:10.16085/j.issn.1000-6613.2022-0221
发表时间:2022
4

基于SSVEP 直接脑控机器人方向和速度研究

基于SSVEP 直接脑控机器人方向和速度研究

DOI:10.16383/j.aas.2016.c150880
发表时间:2016
5

宁南山区植被恢复模式对土壤主要酶活性、微生物多样性及土壤养分的影响

宁南山区植被恢复模式对土壤主要酶活性、微生物多样性及土壤养分的影响

DOI:10.7606/j.issn.1000-7601.2022.03.25
发表时间:2022

刘锋的其他基金

批准号:51007041
批准年份:2010
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:20275003
批准年份:2002
资助金额:23.00
项目类别:面上项目
批准号:60502017
批准年份:2005
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61901233
批准年份:2019
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:71872033
批准年份:2018
资助金额:49.00
项目类别:面上项目
批准号:51677100
批准年份:2016
资助金额:58.00
项目类别:面上项目
批准号:91860105
批准年份:2018
资助金额:60.00
项目类别:重大研究计划
批准号:71502026
批准年份:2015
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51806213
批准年份:2018
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41101478
批准年份:2011
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41273017
批准年份:2012
资助金额:75.00
项目类别:面上项目
批准号:81572136
批准年份:2015
资助金额:25.00
项目类别:面上项目
批准号:11874209
批准年份:2018
资助金额:64.00
项目类别:面上项目
批准号:41672204
批准年份:2016
资助金额:72.00
项目类别:面上项目
批准号:U1531109
批准年份:2015
资助金额:47.00
项目类别:联合基金项目
批准号:60903061
批准年份:2009
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21675005
批准年份:2016
资助金额:35.00
项目类别:面上项目
批准号:61231013
批准年份:2012
资助金额:260.00
项目类别:重点项目
批准号:81572833
批准年份:2015
资助金额:57.00
项目类别:面上项目
批准号:20675003
批准年份:2006
资助金额:28.00
项目类别:面上项目
批准号:21275013
批准年份:2012
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:51775051
批准年份:2017
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:51377092
批准年份:2013
资助金额:74.00
项目类别:面上项目
批准号:41771302
批准年份:2017
资助金额:63.00
项目类别:面上项目
批准号:11175084
批准年份:2011
资助金额:52.00
项目类别:面上项目
批准号:10604028
批准年份:2006
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:20975006
批准年份:2009
资助金额:35.00
项目类别:面上项目
批准号:51208289
批准年份:2012
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81202618
批准年份:2012
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21404122
批准年份:2014
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:60872011
批准年份:2008
资助金额:30.00
项目类别:面上项目
批准号:11104187
批准年份:2011
资助金额:28.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11902056
批准年份:2019
资助金额:27.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41102001
批准年份:2011
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81772970
批准年份:2017
资助金额:50.00
项目类别:面上项目
批准号:51376009
批准年份:2013
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:61771294
批准年份:2017
资助金额:40.00
项目类别:面上项目
批准号:41706088
批准年份:2017
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61271283
批准年份:2012
资助金额:70.00
项目类别:面上项目
批准号:51401242
批准年份:2014
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:10872052
批准年份:2008
资助金额:40.00
项目类别:面上项目

相似国自然基金

1

基于混合转子结构的航空永磁同步电机抗短路故障机理与设计方法

批准号:51607006
批准年份:2016
负责人:钱浩
学科分类:E0703
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
2

基于定子电磁振动与电流分析的永磁同步电机电气及失磁故障诊断方法研究

批准号:51477015
批准年份:2014
负责人:杨永明
学科分类:E0703
资助金额:82.00
项目类别:面上项目
3

混合永磁型永磁同步电机的关键基础科学问题

批准号:51637003
批准年份:2016
负责人:郑萍
学科分类:E07
资助金额:300.00
项目类别:重点项目
4

基于逆变器故障的永磁同步电机直接转矩控制容错策略研究

批准号:50507017
批准年份:2005
负责人:孙丹
学科分类:E0703
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目