一、小型永磁直流直线电动机的设计（论文文献综述）
黄福军[1]（2020）在《微小型自由活塞发动机理论与实验研究》文中进行了进一步梳理近些年来随着科技的快速发展,各种微电子机械系统（Micro Electro-Mechanical Systems,MEMS）装置不断涌现,这些产品的能源供给方式主要来源于自身携带的可充电电池或一次性电池。而传统电池存在功率密度低、续航时间短、存在有毒物质等缺点,这严重影响了用户的日常体验,也成为限制MEMS发展的主要障碍之一。因而迫切需要研发高能量密度、高功率重量比、长续航的微型能源动力系统。碳氢燃料的能量密度普遍可达50MJ/kg,而且燃料补充迅速,因此基于碳氢燃料燃烧的微型能源动力系统是破解目前锂电池难题最具潜力的替代方案。本文采用基于气态碳氢燃料的微小型热机方案,对此进行了探究。选取双活塞式自由活塞发动机方案,该方案具有结构简单、运行频率适中等优点,可与直线发电机直接耦合,能有效提高发动机空间利用率,省去了中间传动装置,功-电转化效率高,活塞与气缸间摩损小,泄漏易于控制。采用双活塞式布局,使得发动机在单个运行周期内完成两次做功冲程,故系统功率密度较高。本文展开了基于微小型双活塞式自由活塞发动机的设计理论、样机研制和参数性能研究,论文包括的主要内容和取得的主要成果总结如下。论文第二章根据自由活塞发动机工作特点对其进行了动力学和热力学分析,分别分析了泄漏、散热、电磁、燃烧等模型。建立了自由活塞发动机控制体,对其进行了热力学第一定律的分析,并对气缸扫气模型进行了实验验证。对发动机支架系统进行了受力形变及振动分析,得出了最大形变量与支架尺寸的关系。论文第三章建立了自由活塞发动机零维设计仿真模型,该模型包括热力学和动力学模块,并考虑了传热、摩擦、电磁等对发动机运行特性的影响,在此基础上,研究了变参数下发动机的运行规律。分析了发动机支架受力形变情况,基于静力学和振动理论,采用有限元方法对支架系统进行了应力与模态分析,完成了支架的优化设计与加工。根据直线电机设计理论,分析确定了直线电机基本参数,完成了直线电机的加工并对该样机进行了倒拖实验,实验结果表明直线电机能够满足设计要求。根据微小型自由活塞发动机特点,提出了针对微小尺度自由活塞发动机的飞溅润滑策略,并通过实验验证了该润滑方法的可行性。完成了发动机其他主要零部件的设计研制,如气缸套筒、点火控制系统、连杆及其防自传装置。第四章建立了自由活塞发动机实验系统,开展了系统全面的实验研究。首先建立了第一代原理样机实验系统,该样机采用火花塞点火,工作方式为两冲程。对该样机进行实验探究发现,该发动机可以通过手动启动的方式进行启动并实现连续运行,然而由于点火系统以及进气阀控系统存在信号延迟,导致发动机运行性能较差。针对样机测试中暴露出的问题,对第一代样机进行了改进以及相关结构的优化。优化后的样机采用辉光塞点火,并耦合了设计的直线电机,整个自由活塞发动机系统功能更加完善。与改进前的样机相比,改进后的样机各方面性能得到了显着的提升。以改进后的样机为研究对象,探究了变参数下发动机基本运行特性,完成了发动机指示功率和指示热效率对外部参数变化的敏感性分析。探究了外部扰动（负载、气体流量）对发动机运行稳定性的影响,以及发动机压缩空气储能特性。在此基础上,为进一步减小样机尺寸,减轻重量,基于等比例缩放原则,对第一代样机进行了微型化设计,完成了第二代原理样机的研制,该样机单侧气缸排量为1.6cm3,采用辉光塞点火,工作介质为丁烷,是目前国际上已知的同类机型中尺寸最小的一款样机。首先对第二代样机基本运行特征进行了探究,在此基础上对第二代样机进行了热力学第一定律分析,定量得出了该样机各项损失占比,为后期样机的改进和性能提升指明了方向。最后基于获得的两代原理样机实验结果,完成了自由活塞发动机主要性能参数随尺度变化的敏感性分析。论文第五章在改进后的第一代原理样机台架上开展了燃料掺氢的实验研究,并进行了三维数值仿真。通过在主燃料中掺加一定体积分数的氢气（1%-5%）,旨在促进燃料在气缸内的充分燃烧,进而提高发动机性能和改善排放。实验中通过改变掺氢比例,获得了发动机的工作性能特征和缸内燃烧过程。实验结果表明,掺氢能够显着提高发动机行性能和改善排放。在此基础上开展了三维数值仿真,建立了自由活塞发动机气缸模型,研究了不同掺氢比对发动机缸内燃烧动力学特性的影响。通过数值分析结果与实验结果的对比,验证了实验中结论,揭示了发动机性能提高和排放改善的内在机理。
王宇飞[2]（2020）在《高速磁悬浮系统的电磁发射特性研究》文中指出高速磁悬浮系统运用直线同步电机技术,以地面导轨驱动、电磁悬浮的方式,可以使列车最高时速达到600km/h,但因此所产生的电磁发射可能对车内乘客及一些小型设备造成影响。由于高速磁浮主要电磁发射源干扰频率、分布位置及其组成结构与传统高速轮轨列车有很大不同,因而本文专门提出了针对高速磁浮电磁发射特性的研究方法。本文首先通过介绍高速磁悬浮牵引供电系统,分析高速磁悬浮潜在的电磁发射来源。其中,长定子直线同步电机是高速磁浮最主要的电磁发射源。它通过调节定转子之间的气隙磁场,同时实现列车的悬浮和驱动,但磁场会从电机切向面的两侧对外产生泄漏。因此,本文先对直线电机电磁发射的根源,即气隙磁场进行研究。通过建立直线电机二维有限元计算模型,并用数学解析法加以验证,研究影响长定子直线电机气隙磁场变化的不同因素。通过虚功法计算直线电机受力来分析气隙磁场变化带来的影响。通过此部分研究,确定在高速磁浮列车实际运行情况下,使得直线电机产生最大电磁发射时的电气参数。然后,对于直线电机低频交流发射的电流来源,即高速磁浮地面变流系统进行研究。在Simplorer中设计与仿真变流系统及控制模块,分析不同变流单元的性能。通过将电路模型与直线电机模型的联合仿真,研究变流系统输出电压电流波形,并通过频谱分析讨论高速磁浮直线电机电枢电流的基波频率及高次谐波成分随转子平移速度及调制载波等因素的影响。最后,在Maxwell 3D中构建直线电机三维有限元计算模型,结合高速磁浮车体及轨道模型,研究高速磁浮列车直线电机的电磁发射特性,并特别考虑了列车行驶速度这一因素。通过采样并与相关限值比较来量化分析计算结果。结果表明,其中的低频交流磁场发射的主要分布频率及大小会随着磁浮列车行驶速度的改变而发生变化。此外,本文还专门通过故障态仿真分析,研究电枢三相交流电平衡性对于低频交流磁场发射特性的影响。结果表明,当电枢三相电平衡时,直线电机低频电磁发射满足相关限值要求,不会对乘客及相关小型设备造成影响。但是在一侧电机缺相工况下,车内磁场总体向缺相电机侧偏移,且幅值有近10倍的提升,对佩戴心脏起搏器及植入性人工耳蜗的乘客影响较大。因此,建议在列车实际运行途中,对直线电机电枢三相电的平衡性采取实时检测与调控,以防止车内低频电磁发射量的明显增加。通过对地板加设1.5mm硅钢薄层,可有效抑制一侧电机缺相工况下车内的磁场发射,并使其满足相关限值要求。
苏兴彪[3]（2020）在《无人机永磁无刷直流电机的设计及优化》文中研究指明无人机的发明与应用得到了很大的发展,尤其是一些危险的高空作业以及人类很难到达的地方,无人机都发挥了无可替代的作用。随着无人机涉及的领域越来越多,对无人机动力系统的要求也越来越高。永磁无刷直流电机因其结构简单、效率高、功率密度大等优点,在无人机领域中应用非常广泛。本文针对永磁无刷直流电机的设计,力求效率更高,线反电势正弦度和结构刚性更优,使电机具有良好的控制性能和机械性能。主要工作内容归纳如下:首先,根据电机的设计理论与设计要求,初步确定电机的主要尺寸,对相同槽数不同极数的电机进行齿槽转矩、反电势波形、磁链、相间电感、铁损分析,确定更适合的槽极配合数。根据电机的设计流程,对电机各部分参数的计算,最终确定电机各部分的参数,如定子内外径,定子槽型以及尺寸等。然后根据各部分参数,建立RM电机基本模型。其次,通过建立好的RM模型,计算出电机RM模型下的电磁参数,然后根据电机的要求进行参数的调整,然后仿真电机的输出转矩、输出功率、效率、空载反电势与齿槽转矩,通过分析电机的Map曲线图,分析电机参数,然后利用Ansys软件中的参数化扫描,对电机的极弧系数优化,得到最优的极弧系数。最后,分析电机的静力学、谐响应和瞬态冲击响应,分别校核了电机的前六阶的共振频率和振型,依据飞机冲击与追撞试验程序仿真,得到了该电机在基本冲击与追撞冲击下的应力与应变的分布。制造样机并进行实际的测试,测试电机的性能参数,并与仿真计算结果进行对比分析,从而验证了本文设计方法的正确性与科学性。
张迅诚[4]（2019）在《永磁无刷直流直线电机设计及性能分析》文中进行了进一步梳理永磁无刷直流直线电机是一种新型的永磁直线电机,相比于传统的“旋转电机+滚珠丝杠”的传动方式,不仅取消了机械传动带来的各种不良影响,还具有结构简单、系统效率高、反应速度快、易于控制等优点,越来越受到广泛的关注。本文针对用于机床推送物体做往复直线运动的驱动装置,设计出一种圆筒型结构的永磁无刷直流直线电机,并以其为研究对象,在运行原理、结构尺寸、工作性能等方面进行了分析。文章主要针对圆筒型永磁无刷直流直线电机设计和性能分析展开工作,主要包括以下几个方面:首先,详细介绍了圆筒型永磁无刷直流直线电机的结构特点及其工作原理,根据圆筒型永磁无刷直流直线电机的结构特性,分析了电机的换相过程,并且解析推导出了该电机的数学模型和换相过程三相电流的表达式。其次,采用磁路法与有限元法相结合的方法对圆筒型永磁无刷直流直线电机磁路进行计算,确定了电机各部分的尺寸并验证了尺寸确定的合理性。运用有限元分析软件,建立电机二维有限元模型,对圆筒型永磁无刷直流直线电机的电磁性能进行仿真分析。最后,分析了影响圆筒型永磁无刷直流直线电机工作性能的磁阻力,分别推导了圆筒型永磁无刷直流直线电机齿槽力和端部力的解析表达式,并给出了抑制磁阻力的方法。重点从气隙长度、初级铁心结构尺寸、永磁体尺寸和导磁体形状对圆筒型永磁无刷直流直线电机电磁性能的影响进行仿真分析。通过本文的研究与分析,为以后圆筒型永磁无刷直流直线电机的设计提供一定的理论指导。
吴梦颖[5]（2019）在《高温超导磁浮车中永磁直线电机的设计与优化》文中指出高温超导磁悬浮是一个无源自稳定系统,只需简单的控制就能产生稳定的悬浮力和导向力,具有运行可靠性高、结构简单、体积小等优点,在轨道交通领域有广阔的应用前景。永磁直线同步电机因其效率和推力密度高、可控性好等优点适用于高速场合,将永磁直线同步电机应用于高温超导磁悬浮以实现列车高速驱动具有深远的研究意义。本文首先采用曲线拟合法和分段近似法求解列车的非线性运动模型,计算出不同运行状态下列车的速度和加速度,模拟了磁浮列车运行特性。同时结合列车的运行阻力和加速过程,分析了列车运行时需要的推力,简化了列车运动模型,为磁浮列车中直线电机的设计奠定基础。其次,采用电枢绕组等效面电流法和永磁体等效磁化强度法,将永磁直线电机模型分层,建立电枢绕组、永磁体和气隙区域的泊松方程,并利用边界条件推导出无槽电枢反应和永磁体励磁作用下的磁场解析模型;将其与有限元MAXWELL的仿真结果对比,验证了解析磁场的正确性。针对高温超导磁浮列车的系统需求,同时基于传统旋转电机和直线电机的结构设计方法,对永磁同步直线电机的参数进行了详细的设计;设计了一台满足高温超导磁浮系统需求的大功率直线电机,并对其电参数与性能指标进行分析,结果表明该电机具有功率因数和效率高的优点。另外,由于高温超导磁浮列车在高速运行时对稳定性的要求较高,本文基于电机的结构设计,针对几种优化推力波动抑制技术进行研究。通过对绕组的节距系数分析,发现绕组节距系数为5/6的双层短距绕组能有效抑制磁势的5次和7次谐波分量;基于分数槽理论,研究了一种直线电机的不等极距结构,大大减小了推力脉动,使推力波动降到3%以内,并且给出了确定动子极距的方法,实现了不等极距结构的最佳设计;通过研究辅助槽深、槽宽、槽型变化对推力波动的影响,结果表明矩形辅助槽具有最优的抑制齿槽力的效果。上述优化设计方法均取得较好的抑制推力波动的效果,为高温超导磁浮直线电机优化设计提供了理论依据。最后,基于大系统电机设计方法,设计了同类型小型样机,并搭建了永磁同步直线电机样机实验平台,对该电机运行效果进行实验分析,并与仿真结果对比;实验结果与仿真分析具有一致性,且验证了本文电机设计的正确性。
沙赵明[6]（2018）在《基于直线电机原理的某导弹电磁弹射器设计》文中提出电磁弹射具有推力稳定、加速均匀、可控性好、效率高、发射隐蔽性好等优点,是一种新兴的发射技术。本文将电磁弹射技术应用于导弹的弹射发射,提升了导弹发射系统的作战效能,为导弹的电磁弹射应用研究提供参考。本文根据某导弹电磁弹射器的性能要求展开设计研究工作。首先提出了基于长初级双边直线感应电机的导弹电磁弹射器方案,并对其基本组成结构——直线电机和导弹发射箱进行了结构方案设计,提出了车载电磁弹射装置方案;随后针对电磁弹射器的核心部件——直线电机进行电磁设计,确定了直线电机的主要尺寸、初级绕组和槽型、次级尺寸等参数,运用优化算法对直线电机进行参数优化,有效提高了电机的效率;采用定子错位放置技术对弹射电机进行分段设计,有效减少了直线电机的边端效应;为分析验证所设计直线电机的性能,基于二维磁场瞬态分析原理,采用ansoft软件对直线电机进行电磁场仿真分析,得到了直线电机的电磁推力及法向作用力规律和机械特性,验证了所设计直线电机用于导弹电磁弹射的可行性;为获得具有实际工程意义的高刚度轨道结构,采用拓扑优化技术,形成了电机轨道的具体结构并进行了动力学分析验证;最后采用动力学分析的方法,建立了弹射装置的动力学模型,研究了导弹的运动特性以及电磁弹射装置在后坐力和制动反力作用下的发射稳定性。
赵安东[7]（2017）在《小功率永磁无刷直流电机的设计及研究》文中认为永磁无刷直流电机的特点是绿色环保、高效节能、占空间小、具备多种功能,是性能优越的机电一体化产品,小功率的永磁无刷直流电机更是21世纪人们所青睐的电机产品,因此被广泛应用于医疗设备、精密仪器、航空航天等领域,目前永磁无刷直流电机具有很高的研究价值和发展空间,本文从以下几个方面对其进行研究:1.通过对大量永磁无刷直流电机相关资料文献的研究,概括了永磁无刷直流电机的应用前景,讨论了当今永磁无刷直流电机的发展趋势,给出了国内外研究现状,并根据基本的电机理论推导出永磁无刷直流电机的数学模型,研究了永磁无刷直流电机的起动特性、机械特性、调节特性三种工作特性。2.阐述了常用的电机设计方法——磁路法的工作原理,解析了运用磁路法推导得出的的等效电路,并基于磁路法设计了一种小功率永磁无刷直流电机,计算出电机的基本结构性能参数,包含定子冲片尺寸、转子结构、永磁体选择和尺寸设计等。由于磁路法得出的结果需要利用经验公式,无法满足设计的精确度,然后采用有限元分析软件Ansoft分析该电机分别在静态磁场和瞬态磁场下的磁场分布结果,重点研究在空载状态下和在负载状态下电机的磁场分布情况,通过对结果的后处理得到了电磁转矩、绕组磁链、感应电流以及其他重要性能曲线,并基于磁路法研究了永磁无刷直流电机的反电势、电感和损耗三个特性的计算方式,验证了所设计永磁无刷直流电机的可行性。3.由于内置式永磁无刷直流电机的磁路结构会造成较高的齿槽转矩,会产生振动和噪音,基于设计的需要,提出了优化极弧系数、设置辅助槽、改善定子铁心槽口宽度三种齿槽转矩抑制方法,通过有限元实验分析了不同抑制方案的抑制效果和特点,证实了以上齿槽转矩抑制措施的可行性,然后针对永磁无刷直流电机转子偏心问题,对永磁无刷直流电机模型进行了转子偏心处理,设置了6组转子偏心模型,完成了仿真实验研究,利用场计算器求出了不同偏心程度下的气隙径向磁通密度和径向磁场力,通过对比结果分析了转子偏心问题对电机造成的影响。
王晓宇[8]（2015）在《小型直流伺服电机性能测试系统设计》文中研究说明随着科学技术的进步,各领域对小型机器人及小型自动化设备的需求量越来越大,小型化已成为机器人技术的新的发展方向,这就对作为执行机构的微特直流伺服电机提出了更为严格的要求。而在电机研制过程中,电机性能测试是非常重要的一个环节,它为高性能电机的研制提供了可靠的保证。小型直流伺服电机性能测试系统可以全面的测量微特直流伺服电机的各性能参数,准确的完成电机质量的评估。目前的电机性能测试大部分都在测功机上完成,本文介绍了国内外测功机的发展现状,并根据建立的永磁直流电机特性方程,分析了各性能参数对其性能的影响。对各主要参数的测量方法进行研究,明确了各测量方法的原理和实施过程,为本系统测量方法的制定提供了基础。根据测试需求,确定了此测试系统的设计要求,并根据设计要求完成了测试系统加载方式的选择和测试平台的结构设计。提出了保证测试平台安装同轴度的技术要求,并通过有限元分析进行验证。确定了基于QPID数据采集卡的测试系统控制方案,并根据此测试系统的测量范围和精度要求,完成硬件的选型。在Matlab/Simulink环境下应用QuaRC控制软件完成了数据采集和通讯程序的编写。制定了此测试系统应用的各参数测量方法,依此确定各参数测量过程的控制流程和数据处理过程。在Matlab/Simulink环境下应用QuaRC控制软件完成各参数测量控制程序的编写,并应用Matlab/M文件完成数据的处理,通过Matlab/Stateflow实现测量过程的自动控制。对造成测试系统测量误差的因素进行分析,并对测试系统的响应以及部分参数测量误差进行仿真分析。搭建完成整套测试系统,完成各通讯程序的调试。对MAXON—RE30电机进行测量,将测量结果与其提供的参数表进行对比,评估此测试系统的测量准确性。
郑陆海[9]（2011）在《复合磁悬浮的高温超导直线同步电动机》文中进行了进一步梳理自高温超导体在1986年发现后,其应用技术也逐步发展起来。目前,高温超导材料的主要应用形式为块材,带材和薄膜,其中高温超导块材基于其迈斯纳效应和强磁场俘获能力而具有广泛应用于磁悬浮运输、电机、高能物理等领域的潜力。本论文系统总结了高温超导材料在电机驱动和磁悬浮中的应用,基于相关理论和数值分析,研制出了国内首台应用高温超导块材磁体阵列作为电机次级的高温超导直线同步电动机,同时该样机复合了高温超导磁悬浮子系统,实现了无摩擦悬浮推进,并具有自悬浮和自导向功能,使得电机推力大,效率高,控制技术简单。本论文围绕与该高温超导直线电机推进系统模型相关的关键技术问题开展下述研究工作。首先完成了高温超导直线同步电动机的结构设计,包括长初级定子和两种不同结构的高温超导块材磁体阵列次级动子。根据所设计电机的实际结构与尺寸,结合超导块材磁体理论模型,建立了高温超导直线同步电动机的数值模型和等价有限元模型,推导出了新型直线电机的主要电磁参数计算公式,通过有限元仿真研究了电机的电磁推力和法向力特性,以及齿槽力特性,为后续的实际样机性能测试奠定理论基础。其次完成了用于高温超导直线同步电动机次级动子悬浮和导向的高温超导磁悬浮子系统的结构设计,包括三种永磁轨道物理模型,并实际开发了表面置磁型和磁通聚集型永磁轨道。为能够采用数值方法研究高温超导磁悬浮系统的悬浮力和导向力特性,本文采用等价电流片方法建立了不同结构类型永磁轨道的磁场分布数值模型,并通过实验测试验证了所建模型的准确性。基于建立的等价电流片永磁轨道数值模型,作者分别建立了矩形和圆柱体形高温超导块材在永磁轨道上方的悬浮力和导向力模型,为高温超导磁悬浮系统的悬浮/导向性能研究,提供了有效的理论分析手段。在完成样机研制的基础上,开展了用于高温超导直线同步电动机次级的高温超导块材的充磁特性研究,包括直流场冷/零场冷,以及脉冲零场冷充磁特性,并比较了不同充磁方法的特点,探索可实际用于直线电机的高温超导块材的最佳充磁方法。针对高温超导块材磁体的交场应用环境,率先对YBCO（Y-123）高温超导块材磁体在直线电机产生的交变行波磁场中的电磁特性展开实验研究,获得了高温超导块材磁体俘获磁场在直线电机中不同交变外场条件下的衰变特性,为提高超导块材磁体在交场环境下的应用性能提供了理论与实验依据。基于实验研究成果,针对设计的两种不同结构的高温超导块材磁体阵列次级,分别设计了用于获得交替磁极的新型充磁系统,解决了在高温超导直线电机应用当中交替磁极磁体阵列充磁的关键技术问题。针对所研制的高温超导直线同步电动机的特点,开发了相应的直线电机控制系统和测试系统。应用所开发的直线电机测控平台,对高温超导直线同步电动机的主要运行参数进行了测试,系统研究了电机的推力和法向力特性,得到的重要结论为高温超导直线同步电动机的优化电磁设计和优化控制策略选择提供了依据。在现有样机设计的基础上,作者提出了两种采用双边型高温超导直线同步电动机实现推进的新型高温超导磁悬浮与直线推进系统模型,并分别对它们在飞机电磁弹射系统和磁悬浮列车中的应用做了探讨性研究。基于实际应用需求,作者给出了实际设计参数,并通过有限元仿真得到其性能特征和优化设计方案。
任桂周[10]（2011）在《内燃—直线发电集成动力系统储能装置的研究》文中研究表明内燃-直线发电集成动力系统储能装置的研究是内燃-直线发电集成动力系统应用的关键技术之一,内燃-直线发电集成动力系统是主要由四冲程自由活塞内燃机、永磁直线电机、储能装置以及控制单元等构成的新型动力系统,可用于电动混合动力汽车取代传统内燃机,实现清洁高效利用能源。储能装置的最大特点是能够实现短时间、大电流、感应电动势大范围变化条件下的储能以及电能的高效、双向流动,且响应快速准确。本文主要以内燃-直线发电集成动力系统储能装置为研究对象,依托国家高技术研究发展计划（863计划）“内燃-直线发电集成动力系统”（项目号：2006AA05Z236）和国家自然科学基金项目“内燃-直线发电集成动力系统中的发动机热力学分析与优化”（项目号：50876043）,对内燃-直线发电集成动力系统储能装置的结构和参数设计、模型建立、能量流控制策略、实验验证及扩展应用等方面开展了系统深入的研究。根据内燃-直线发电集成动力系统储能装置的工作要求,以高效性和实用性为指导原则,对内燃-直线发电集成动力系统储能装置进行了研究、设计和开发,提出了一种新型储能装置及其控制方法,满足电能量双向流动的内燃-直线发电集成动力系统中高效率的能量变换和存储要求。所设计的储能装置采用新颖的超级电容器组串并联切换技术,与优化设计的双向DC-DC功率变换器（Bi-directional DC-DC power converter, BDPC）结合使用,实现了低电压值等级电源供电的可变电压系统的设计,在理论分析的基础上进行了仿真和实验研究,仿真与实验结果验证了设计的正确性和有效性。在对内燃-直线发电集成动力系统储能装置各组成部分进行分析、设计的基础上,建立了由蓄电池组和超级电容器组组成的混合电源模型、BDPC模型、H桥直流PWM变换器模型、永磁直线电机模型和控制器模型,并给出了整个储能装置的仿真模型,仿真结果证明了所建模型的正确性,能够满足储能装置实时控制的精度要求和能量流效率要求。能量流控制策略的设计是内燃-直线发电集成动力系统储能装置研究的关键环节,能量流控制策略是影响能量流效率的主要因素。为了保证储能装置稳定、可靠、高效工作,需要采用最优的能量流控制策略,使得储能装置在稳态时具有较高的精度,在瞬态时具有快速响应能力。本文提出了一个工作周期内四种工作模式的能量流控制策略,分别为：降压提供能量、升压提供能量、升压回馈能量和降压回馈能量。设计了基于模糊控制算法的BDPC控制器和H桥直流PWM变换器的数字PID控制器,并采用遗传算法对H桥直流PWM变换器的数字PID控制器的相关参数进行了优化设计,实现了能量流的合理有效控制,通过仿真分析验证了理论分析的正确性和控制策略的有效性,使得系统在安全可靠的基础上高效工作。为了进一步验证内燃-直线发电集成动力系统储能装置的相关理论分析、设计及控制策略的有效性和实用性,完成了基于TMS320F2812DSP的储能装置控制器的设计。在实验室搭建了储能装置小型实物原型,进行了原理性验证实验的研究,对某小型永磁直流电机两个方向运行模式分别进行了原理性验证实验。研制了内燃-直线发电集成动力系统储能装置样机,建立了储能装置实验系统,对储能装置样机的相关实验进行了研究,实验结果分析表明,所设计的储能装置以及提出的能量流控制策略能够满足内燃-直线发电集成动力系统的能量双向高效流动要求。所设计的内燃-直线发电集成动力系统储能装置及其控制方法基于改善能量的传输与转换效率的目的,可实现能量的储存、转换、传输、回馈,不只局限用于内燃-直线发电集成动力系统,对其扩展应用进行了部分研究工作。在与常规驱动系统实现能量回馈的方法比较分析的基础上,把该储能装置作为电动汽车（Electric vehicle, EV）电机驱动系统实现能量回馈制动,并通过计算机仿真对不同回馈制动方法进行了对比分析,结果验证了该方法的可行性和有效性。本储能装置适用于混合动力汽车（Hybrid electric vehicle, HEV）、纯电动汽车、功率缓冲系统、发电系统以及能量回馈系统等以电机作为动力系统且能量双向流动的场合,相对于传统方法有很大的优势,对于能量传输与转换效率技术的相关研究具有重要的理论意义和工程应用价值。
二、小型永磁直流直线电动机的设计（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、小型永磁直流直线电动机的设计（论文提纲范文）
（1）微小型自由活塞发动机理论与实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 基于燃料燃烧的微型能源动力系统分类 |
| 1.2.1 微型热电系统 |
| 1.2.2 微型光电系统 |
| 1.2.3 微型热机系统 |
| 1.3 微型能源动力系统对比 |
| 1.4 课题研究目的及内容 |
| 第2章 FPLE系统设计理论 |
| 2.1 FPLE结构及工作原理 |
| 2.1.1 FPLE基本结构 |
| 2.1.2 两冲程发动机扫气形式 |
| 2.1.3 两冲程发动机换气特点 |
| 2.1.4 FPLE工作原理 |
| 2.2 FPLE动力学分析 |
| 2.2.1 FPLE活塞组件运动分析 |
| 2.2.2 燃烧室热力学分析 |
| 2.2.3 圆筒形直线电机受力分析 |
| 2.2.4 FPLE摩擦力分析 |
| 2.3 FPLE热平衡分析 |
| 2.3.1 能量总输入 |
| 2.3.2 扫气损失 |
| 2.3.3 指示功率 |
| 2.3.4 散热损失 |
| 2.3.5 机械摩擦损失 |
| 2.3.6 泄漏损失 |
| 2.3.7 排气焓 |
| 2.3.8 不完全燃烧损失 |
| 2.4 FPLE支架受力与振动分析 |
| 2.5 FPLE 气缸与活塞尺寸约束关系 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 FPLE设计分析与研制 |
| 3.1 微小尺度FPLE在设计时应考虑的因素 |
| 3.2 FPLE系统平台组成 |
| 3.3 FPLE动力学特性仿真分析 |
| 3.3.1 仿真结果及分析 |
| 3.4 扫气系统设计 |
| 3.4.1 活塞、气缸与气缸盖的选择 |
| 3.4.2 气缸套筒设计与加工 |
| 3.5 FPLE支架系统设计与优化 |
| 3.5.1 FPLE支架模型建立 |
| 3.5.2 有限元模型的网格处理 |
| 3.5.3 有限元模型的约束与加载 |
| 3.5.4 仿真工况 |
| 3.5.5 仿真结果 |
| 3.5.6 支架系统加工 |
| 3.6 FPLE连杆及其防自转装置 |
| 3.7 圆筒形单相永磁直线发电机设计 |
| 3.7.1 直线发电机结构和原理 |
| 3.7.2 直线发电机的分类 |
| 3.7.3 永磁体材料和充磁方式的选择 |
| 3.7.4 圆筒形直线发电机设计参数 |
| 3.7.5 圆筒形直线发电机基本参数确定 |
| 3.7.6 圆筒型永磁直线电机样机 |
| 3.7.7 直线电机倒拖测试 |
| 3.8 FPLE部件间润滑与密封 |
| 3.8.1 润滑系统的作用 |
| 3.8.2 润滑的种类 |
| 3.8.3 FPLE的润滑 |
| 3.8.4 FPLE连杆与支撑孔密封 |
| 3.9 FPLE点火系统 |
| 3.9.1 火花塞点火系统 |
| 3.9.2 辉光塞点火系统 |
| 3.10 FPLE燃料供应系统 |
| 3.11 数据采集与测量系统 |
| 3.12 本章小结 |
| 第4章 FPLE运行特性的实验研究 |
| 4.1 第一代FPLE原理样机实验测试与改进 |
| 4.1.1 微小型FPLE启动 |
| 4.1.2 FPLE单缸燃烧与双缸燃烧运行特性对比 |
| 4.1.3 点火位置对FPLE运行特性的影响 |
| 4.1.4 第一代FPLE原理样机改进与优化 |
| 4.2 改进后的FPLE样机实验研究 |
| 4.2.1 辉光塞点火下FPLE启动过程 |
| 4.2.2 FPLE与凸轮连杆发动机运行曲线对比 |
| 4.2.3 FPLE变参数研究 |
| 4.2.4 参数敏感性分析 |
| 4.2.5 外部扰动对FPLE运行稳定性的影响 |
| 4.2.6 FPLE 的压缩空气储能特性 |
| 4.3 第二代FPLE样机热平衡分析 |
| 4.3.1 第二代FPLE样机简介 |
| 4.3.2 第二代FPLE样机启动 |
| 4.3.3 第二代FPLE基本运行特性 |
| 4.3.4 第二代FPLE热平衡分析 |
| 4.3.5 FPLE主性能参数随尺度变化的敏感性分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 FPLE燃料掺氢实验与仿真研究 |
| 5.1 FPLE性能提升途径 |
| 5.2 FPLE样机实验平台 |
| 5.3 火焰自发光高速图像采集 |
| 5.3.1 火焰沿气缸轴向传播过程 |
| 5.3.2 火焰沿气缸径向传播过程 |
| 5.4 实验工况 |
| 5.5 实验结果与分析 |
| 5.5.1 燃料掺氢对FPLE启动过程的影响 |
| 5.5.2 FPLE性能参数 |
| 5.5.3 FPLE运行工况范围 |
| 5.5.4 FPLE运行稳定性 |
| 5.5.5 热释放特性 |
| 5.5.6 缸内燃烧自发光图像 |
| 5.6 FPLE缸内燃烧动力学仿真 |
| 5.6.1 仿真平台介绍 |
| 5.6.2 CONVERGE数学控制方程 |
| 5.6.3 计算模型的选择 |
| 5.6.4 化学反应机理的选择 |
| 5.6.5 控制方程离散和求解 |
| 5.6.6 三维模型实体建立 |
| 5.6.7 网格划分及其控制参数设置 |
| 5.6.8 初始条件设置 |
| 5.6.9 仿真结果与分析 |
| 5.7 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 研究创新点 |
| 6.3 工作展望 |
| 参考文献 |
| 附录 A |
| 附录 B |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（2）高速磁悬浮系统的电磁发射特性研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 引言 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 磁悬浮技术的种类与发展 |
| 1.2.1 按绕组材料分类 |
| 1.2.2 按驱动方式分类 |
| 1.2.3 按直线电机结构分类 |
| 1.2.4 按悬浮方式分类 |
| 1.2.5 我国磁浮技术发展 |
| 1.3 相关研究现状 |
| 1.3.1 高速轨道交通系统电磁发射研究现状 |
| 1.3.2 直线同步电机研究现状 |
| 1.3.3 低频电磁发射限值研究现状 |
| 1.3.4 相关研究现状总结与剖析 |
| 1.4 主要研究内容及章节安排 |
| 2 高速磁悬浮牵引供电系统 |
| 2.1 高速磁浮用直线电机 |
| 2.1.1 长定子直线同步电机 |
| 2.1.2 直线电机基本工作原理 |
| 2.2 高速磁浮地面牵引供电系统 |
| 2.3 牵引供电系统供电方式 |
| 2.4 高速磁浮控制系统 |
| 2.4.1 气隙控制系统 |
| 2.4.2 列车牵引控制系统 |
| 2.4.3 位置测量系统及运行控制系统 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 长定子直线电机气隙磁场的研究 |
| 3.1 有限元法 |
| 3.2 直线电机有限元分析模型 |
| 3.3 虚功法 |
| 3.4 直线电机气隙磁场分析 |
| 3.4.1 气隙磁场在磁极模块上的分布 |
| 3.4.2 机械气隙大小对气隙磁场的影响 |
| 3.4.3 气隙磁场随励磁电流大小变化 |
| 3.4.4 气隙磁场随电枢电流大小变化 |
| 3.4.5 气隙磁场随功角变化 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 高速磁悬浮地面变流系统的研究 |
| 4.1 高速磁浮地面变流系统 |
| 4.2 整流单元研究 |
| 4.2.1 三相桥式全控整流电路 |
| 4.2.2 多脉波整流电路 |
| 4.3 逆变单元研究 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 高速磁悬浮直线电机的电磁发射特性研究 |
| 5.1 三维有限元分析模型 |
| 5.2 磁场发射特性评估限值 |
| 5.3 高速磁浮列车直线电机的直流磁场发射 |
| 5.4 高速磁浮列车直线电机的低频交流磁场发射 |
| 5.4.1 列车不同速度下磁场发射分布 |
| 5.4.2 电流谐波成分造成的磁场发射 |
| 5.4.3 电枢基波电流幅值变化对磁场发射影响 |
| 5.5 高速磁浮列车直线电机的故障态仿真 |
| 5.6 高速磁浮车内低频磁场发射抑制措施 |
| 5.7 裸露定子段对外电磁发射 |
| 5.8 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 工作总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（3）无人机永磁无刷直流电机的设计及优化（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课程研究背景及意义 |
| 1.2 课题研究的国内外研究现状 |
| 1.3 永磁无刷直流电机的发展及原理 |
| 1.3.1 永磁无刷直流电机的发展 |
| 1.3.2 永磁无刷直流电机的原理 |
| 1.4 无人机永磁无刷直流电机与其它永磁无刷直流电机的设计区别 |
| 1.5 永磁无刷直流电机的研究方法 |
| 1.5.1 磁路法 |
| 1.5.2 有限元计算法 |
| 1.6 论文的主要工作 |
| 第二章 无人机永磁无刷直流电机的设计方法 |
| 2.1 无人机对驱动永磁无刷直流电机的具体要求 |
| 2.2 电机的设计流程 |
| 2.3 电机主要尺寸的确定 |
| 2.4 极槽配合数的选择 |
| 2.4.1 齿槽转矩的影响 |
| 2.4.2 线反电势与线反电势谐波对比 |
| 2.4.3 相间电感与磁链的变化 |
| 2.4.4 电机铁耗的变化 |
| 2.5 永磁材料的特性及计算方法 |
| 2.5.1 永磁材料的特性 |
| 2.5.2 永磁体的计算方法 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 无人机永磁无刷直流电机的设计与计算 |
| 3.1 永磁无刷直流电机的主要参数 |
| 3.2 永磁无刷直流电机的设计过程 |
| 3.2.1 电机的基本参数 |
| 3.2.2 主要尺寸的设定及永磁体的选择 |
| 3.2.3 电枢冲片及电枢绕组计算 |
| 3.2.4 空载磁路计算 |
| 3.2.5 电机损耗计算 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 永磁无刷直流电机的仿真及分析 |
| 4.1 永磁无刷直流电机RM建模与仿真计算 |
| 4.1.1 RM建模 |
| 4.1.2 有限元分析结果及性能分析 |
| 4.2 电机Map图计算 |
| 4.3 基于不同极弧系数下反电势波形优化和对比分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 无人机用外转子永磁无刷直流电机振动及冲击分析 |
| 5.1 振动模态有限元分析方法 |
| 5.1.1 单元体的运动方程式 |
| 5.1.2 模态分析基础理论 |
| 5.2 表贴式永磁无刷直流电机振动仿真分析 |
| 5.2.1 电机材料与模型简化 |
| 5.2.2 表贴式永磁无刷直流电机模态仿真结果 |
| 5.3 表贴式永磁无刷直流电机强度分析 |
| 5.3.1 表贴式永磁无刷直流电机基本冲击 |
| 5.3.2 表贴式永磁无刷直流电机坠撞冲击 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 电机实验结果 |
| 6.1 样机的测试 |
| 6.2 仿真结果与实测结果对比 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（4）永磁无刷直流直线电机设计及性能分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 直线电机的发展现状 |
| 1.2.2 直线电机在各领域的应用现状 |
| 1.3 本文研究的主要内容 |
| 第2章 圆筒型永磁无刷直流直线电机的理论基础 |
| 2.1 圆筒型永磁无刷直流直线电机的结构和基本工作原理 |
| 2.1.1 电机结构 |
| 2.1.2 基本工作原理 |
| 2.2 圆筒型永磁无刷直流直线电机的数学模型及换相过程分析 |
| 2.2.1 圆筒型永磁无刷直流直线电机数学模型 |
| 2.2.2 圆筒型永磁无刷直流直线电机换相过程分析 |
| 2.3 圆筒型永磁无刷直流直线电机的设计过程 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 圆筒型永磁无刷直流直线电机的设计 |
| 3.1 圆筒型永磁无刷直流直线电机的等效磁路 |
| 3.2 圆筒型永磁无刷直流直线电机的设计过程 |
| 3.2.1 槽极数的确定 |
| 3.2.2 主要尺寸的确定 |
| 3.2.3 绕组的设计 |
| 3.2.4 气隙的选取 |
| 3.2.5 永磁体的设计 |
| 3.2.6 极弧系数的选取 |
| 3.3 圆筒型永磁无刷直流直线电机的磁路计算 |
| 3.4 有限元计算 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 各参数对圆筒型永磁无刷直流直线电机性能影响的分析 |
| 4.1 圆筒型永磁无刷直流直线电机磁阻力分析 |
| 4.1.1 圆筒型永磁无刷直流直线电机磁阻力产生的原因 |
| 4.1.2 圆筒型永磁无刷直流直线电机齿槽力的解析分析 |
| 4.1.3 圆筒型永磁无刷直流直线电机端部力的解析分析 |
| 4.2 气隙长度对电磁推力和齿部磁密的影响 |
| 4.2.1 气隙长度对电磁推力的影响 |
| 4.2.2 气隙长度对齿部磁密的影响 |
| 4.3 初级结构尺寸对电机性能的影响 |
| 4.3.1 边端齿的尺寸和形状对端部力的影响 |
| 4.3.2 槽口尺寸对电机磁阻力的影响 |
| 4.4 永磁体尺寸对电机性能的影响 |
| 4.4.1 永磁体径向长度对气隙磁密和电磁推力的影响 |
| 4.4.2 极弧系数对空载反电势的影响 |
| 4.5 导磁体形状对电磁推力和波动的影响 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 在学研究成果 |
| 致谢 |
（5）高温超导磁浮车中永磁直线电机的设计与优化（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 高温超导磁悬浮研究现状 |
| 1.2.1 磁悬浮技术发展概述 |
| 1.2.2 高温超导磁悬浮的发展 |
| 1.3 永磁同步直线电机推力波动概述 |
| 1.4 本文主要研究内容与章节安排 |
| 第2章 磁浮列车动力学特性 |
| 2.1 高速磁浮列车运行的基本阻力 |
| 2.1.1 磁浮列车运行的计算模型 |
| 2.1.2 高速磁浮列车运行基本阻力 |
| 2.2 磁浮列车纵向动力学特性 |
| 2.2.1 列车加速时动力学特性 |
| 2.2.2 列车匀速时动力学特性 |
| 2.2.3 列车减速时动力学特性 |
| 2.3 高速列车制动系统特性 |
| 2.3.1 磁浮列车制动简述 |
| 2.3.2 列车紧急制动时受力分析 |
| 2.3.3 列车安全速度防护曲线 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 HTS磁浮中永磁直线电机的设计 |
| 3.1 高温超导磁悬浮与直线推进系统模型 |
| 3.2 永磁同步直线电机磁场分析 |
| 3.2.1 无槽电枢反应磁场 |
| 3.2.2 无槽永磁体励磁磁场 |
| 3.3 电机参数设计 |
| 3.3.1 系统需求 |
| 3.3.2 主要尺寸设计 |
| 3.3.3 永磁体尺寸设计 |
| 3.3.4 其余参数设计 |
| 3.4 直线电机电磁参数计算 |
| 3.4.1 绕组电阻 |
| 3.4.2 主电抗 |
| 3.4.3 漏电抗 |
| 3.5 电机性能校核 |
| 3.5.1 空载反电势 |
| 3.5.2 功率因数 |
| 3.5.3 效率 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 基于结构优化的推力波动抑制技术研究 |
| 4.1 磁浮列车推力波动的主要影响因素 |
| 4.1.1 直线电机推力波动的原因分析 |
| 4.1.2 抑制推力波动的设计方法 |
| 4.2 参数变化对电机性能影响的分析 |
| 4.2.1 极弧系数对电机性能的影响 |
| 4.2.2 永磁体磁化长度对电机性能的影响 |
| 4.2.3 定子槽宽对电机性能的影响 |
| 4.3 绕组型式和节距对推力波动的影响 |
| 4.3.1 绕组排布结构原理 |
| 4.3.2 绕组结构对推力波动的影响的有限元分析 |
| 4.4 基于分数槽理论的不等极距结构抑制推力波动 |
| 4.4.1 分数槽绕组基本理论 |
| 4.4.2 不等极距对谐波电势的影响 |
| 4.4.3 不等极距对齿槽力的影响 |
| 4.4.4 不等极距结构的有限元仿真验证 |
| 4.4.5 不等极距结构的动子极距选取方法 |
| 4.5 定子齿开辅助槽对电机齿槽转矩的影响 |
| 4.5.1 齿槽转矩的解析表达式 |
| 4.5.2 辅助槽尺寸对齿槽力的影响 |
| 4.5.3 辅助槽型对齿槽力的影响 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 样机平台的搭建和实验研究 |
| 5.1 样机设计及仿真 |
| 5.1.1 设计目标 |
| 5.1.2 尺寸参数确定 |
| 5.2 控制系统平台设计 |
| 5.2.1 母线电压采集电路 |
| 5.2.2 相电流检测电路 |
| 5.2.3 位置检测电路 |
| 5.3 样机实验平台搭建及实验 |
| 5.3.1 样机实验平台搭建 |
| 5.3.2 实验结果分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的论文 |
（6）基于直线电机原理的某导弹电磁弹射器设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题的背景和意义 |
| 1.2 导弹发射方式 |
| 1.3 电磁弹射技术国内外研究与应用 |
| 1.3.1 电磁弹射技术 |
| 1.3.2 电磁弹射技术研究现状 |
| 1.3.3 直线弹射电机应用研究现状 |
| 1.4 本文研究的主要问题和内容 |
| 2 导弹电磁弹射器系统分析与总体方案设计 |
| 2.1 某导弹电磁弹射器原始数据与设计要求 |
| 2.2 电磁弹射器系统构成与工作过程 |
| 2.2.1 导弹电磁弹射器系统构成 |
| 2.2.2 导弹电磁弹射器弹射过程 |
| 2.2.3 主要参数分析 |
| 2.3 弹射直线电机结构和制动方式分析 |
| 2.3.1 弹射直线电机结构方案 |
| 2.3.2 高速直线电机动子制动方式 |
| 2.4 发射箱结构改进设计 |
| 2.4.1 长槽式箱体结构 |
| 2.4.2 长槽式箱体底部连接机构 |
| 2.4.3 长槽密封方案 |
| 2.5 车载电磁弹射装置方案设计 |
| 2.5.1 运载体选择 |
| 2.5.2 液压高低机 |
| 2.5.3 弹射装置总体布置 |
| 2.5.4 驻锄设计 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 电磁弹射直线电机系统设计与运行性能仿真分析 |
| 3.1 直线电机电磁设计内容与方法 |
| 3.2 直线感应电机电磁设计 |
| 3.2.1 主要参数选取 |
| 3.2.2 初级绕组和冲片设计 |
| 3.2.3 磁路参数计算 |
| 3.2.4 等效电路及参数计算 |
| 3.2.5 电磁设计初步结果 |
| 3.3 电机参数优化设计 |
| 3.3.1 遗传算法原理及改进 |
| 3.3.2 直线感应电机优化模型 |
| 3.3.3 优化设计结果 |
| 3.4 弹射电机分段设计 |
| 3.5 直线感应电机有限元分析 |
| 3.5.1 直线感应电机的数值分析原理 |
| 3.5.2 直线感应电机有限元建模 |
| 3.5.3 电机特性及电磁推力分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 直线电机轨道结构优化设计与性能分析 |
| 4.1 拓扑优化技术 |
| 4.1.1 拓扑优化原理 |
| 4.1.2 拓扑优化数学模型 |
| 4.1.3 SIMP插值模型 |
| 4.2 轨道结构拓扑优化 |
| 4.2.1 轨道初始模型 |
| 4.2.2 载荷与边界条件 |
| 4.2.3 拓扑优化参数设置 |
| 4.2.4 拓扑优化结果 |
| 4.3 轨道结构几何重构 |
| 4.4 轨道结构刚强度校核 |
| 4.4.1 建立有限元模型 |
| 4.4.2 移动载荷设置 |
| 4.4.3 刚强度分析结果 |
| 4.4.4 模型调整 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 导弹弹射动力学仿真分析 |
| 5.1 非线性动力学分析方法 |
| 5.1.1 非线性动力学求解方法 |
| 5.1.2 接触/碰撞算法简述 |
| 5.2 电磁弹射装置结构动力学建模 |
| 5.2.1 模型的简化与建立 |
| 5.2.2 主要部件连接关系 |
| 5.2.3 发射装置载荷施加 |
| 5.2.4 弹射过程求解步骤 |
| 5.3 导弹运动过程分析 |
| 5.4 电磁弹射装置发射稳定性分析 |
| 5.4.1 发射系统动力学模型 |
| 5.4.2 计算工况 |
| 5.4.3 电机制动情况下的稳定性分析 |
| 5.4.4 机械制动情况下的稳定性分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 本文工作总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（7）小功率永磁无刷直流电机的设计及研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 永磁无刷直流电机应用前景 |
| 1.3 国内外研究概况 |
| 1.4 永磁无刷直流电机研究热点 |
| 1.4.1 永磁无刷直流电机的设计 |
| 1.4.2 永磁无刷直流电机的控制系统 |
| 1.4.3 永磁无刷直流电机的性能参数分析 |
| 1.4.4 永磁无刷直流电机的故障研究 |
| 1.5 本文的主要研究内容 |
| 第2章 永磁无刷直流电机的结构与特性 |
| 2.1 电机本体定子结构 |
| 2.1.1 定子齿槽设计 |
| 2.1.2 定子铁心材料选取 |
| 2.1.3 定子绕组设计 |
| 2.1.4 导线选取 |
| 2.2 电机本体转子结构 |
| 2.2.1 转子结构设计 |
| 2.2.2 永磁体材料选取 |
| 2.2.3 永磁体的充磁与加工 |
| 2.3 转子位置传感器 |
| 2.3.1 霍尔式传感器 |
| 2.3.2 光电式传感器 |
| 2.3.3 磁阻式传感器 |
| 2.4 永磁无刷直流电机的数学模型和工作特性 |
| 2.4.1 数学模型 |
| 2.4.2 起动特性 |
| 2.4.3 机械特性 |
| 2.4.4 调节特性 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 基于磁路法的永磁无刷直流电机设计 |
| 3.1 磁路法原理 |
| 3.2 等效磁路 |
| 3.2.1 永磁体的等效磁路 |
| 3.2.2 外磁路的等效磁路 |
| 3.2.3 永磁无刷直流电机总体的等效磁路 |
| 3.3 等效磁路中相关参数的标幺值和解析解 |
| 3.4 永磁无刷直流电机的基本结构设计 |
| 3.4.1 额定指标 |
| 3.4.2 主要尺寸计算 |
| 3.4.3 电磁负荷计算 |
| 3.4.4 气隙长度的选取 |
| 3.4.5 相数、极数、槽数的选择 |
| 3.4.6 定子冲片的设计 |
| 3.4.7 转子部分的设计参数 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 永磁无刷直流电机有限元分析 |
| 4.1 有限元法基本原理 |
| 4.2 有限元分析软件介绍 |
| 4.3 有限元前处理 |
| 4.3.1 有限元建模 |
| 4.3.2 定义相关参数 |
| 4.3.3 网格剖分设置 |
| 4.3.4 求解项设置 |
| 4.4 永磁无刷直流电机的有限元仿真结果 |
| 4.4.1 静磁场仿真 |
| 4.4.2 空载瞬态仿真 |
| 4.4.3 负载瞬态仿真 |
| 4.5 电机相关性能参数的计算 |
| 4.5.1 反电动势系数 |
| 4.5.2 绕组电感计算 |
| 4.5.3 电机损耗计算 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 永磁无刷直流电机的齿槽转矩脉动及转子偏心研究 |
| 5.1 永磁无刷直流电机转矩脉动的产生 |
| 5.2 齿槽转矩脉动的抑制措施 |
| 5.2.1 优化极弧系数 |
| 5.2.2 设置辅助槽 |
| 5.2.3 改善槽口宽度 |
| 5.3 永磁无刷直流电机的转子偏心问题 |
| 5.3.1 矢量磁位计算 |
| 5.3.2 气隙磁密计算 |
| 5.4 不同程度转子偏心的影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 本文工作总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 个人简历、申请学位期间的研究成果及发表的学术论文 |
| 致谢 |
（8）小型直流伺服电机性能测试系统设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题来源及研究背景 |
| 1.2 课题的目的和意义 |
| 1.3 国内外测功机发展现状 |
| 1.3.1 测功机的分类 |
| 1.3.2 国外发展现状 |
| 1.3.3 国内发展现状 |
| 1.4 论文研究的主要内容 |
| 第2章 直流电机特性分析 |
| 2.1 永磁直流电机特性方程 |
| 2.2 电机主要参数对其性能影响 |
| 2.2.1 机械参数 |
| 2.2.2 电气参数 |
| 2.3 永磁直流电机参数测量方法研究 |
| 2.3.1 电枢电阻的测量 |
| 2.3.2 电枢电感的测量 |
| 2.3.3 反电动势系数测量 |
| 2.3.4 电机特性测量 |
| 2.3.5 粘性摩擦系数和空载转矩测量 |
| 2.3.6 转动惯量的测量 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 电机性能测试系统 |
| 3.1 测试系统总体结构方案 |
| 3.1.1 测试系统设计要求 |
| 3.1.2 测试系统加载方式选择 |
| 3.1.3 测试系统结构方案 |
| 3.1.4 测试系统结构的静力学分析 |
| 3.2 测试系统控制方案 |
| 3.3 数据采集系统硬件 |
| 3.4 数据采集系统软件 |
| 3.4.1 电量信号采集 |
| 3.4.2 转矩转速测量仪通讯 |
| 3.4.3 直流电机驱动器通讯 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 测试系统的参数测量与解算 |
| 4.1 各参数测量与解算方法 |
| 4.1.1 电枢电阻与电感的测量及解算 |
| 4.1.2 反电动势系数的测量及解算 |
| 4.1.3 电机特性测量 |
| 4.1.4 粘性摩擦系数和空载转矩的测量 |
| 4.1.5 转动惯量的测量 |
| 4.2 测试系统的测量误差分析 |
| 4.3 测试过程自动控制的实现 |
| 4.4 永磁直流电机数学模型的建立 |
| 4.5 测试系统响应仿真分析 |
| 4.6 参数测量误差仿真分析 |
| 4.6.1 反电动势系数测量误差 |
| 4.6.2 粘性摩擦系数和空载转矩测量误差 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 测试系统实验研究 |
| 5.1 测试系统介绍 |
| 5.2 MAXON—RE30电机参数测量 |
| 5.3 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 致谢 |
（9）复合磁悬浮的高温超导直线同步电动机（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪 论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.1.1 高温超导应用理论概述 |
| 1.1.2 高温超导实用材料 |
| 1.1.3 高温超导电机技术 |
| 1.2 高温超导直线电机技术 |
| 1.2.1 高温超导块材次级直线磁阻同步电动机 |
| 1.2.2 高温超导块材磁体次级直线同步电动机 |
| 1.2.3 高温超导线圈磁体次级直线同步电动机 |
| 1.2.4 高温超导线圈初级直线同步电动机 |
| 1.3 高温超导磁悬浮技术 |
| 1.3.1 磁悬浮技术发展概述 |
| 1.3.2 高温超导磁悬浮技术 |
| 1.4 论文主要研究内容与创新点 |
| 1.4.1 研究内容 |
| 1.4.2 创新点 |
| 第二章 高温超导直线同步电动机设计与性能分析 |
| 2.1 HTSLSM 物理模型 |
| 2.2 HTSLSM 结构设计 |
| 2.2.1 初级定子 |
| 2.2.2 高温超导块材磁体次级动子 |
| 2.3 HTSLSM 理论模型与有限元建模 |
| 2.3.1 高温超导块材磁体数值模型 |
| 2.3.2 HTSLSM 理论模型 |
| 2.3.3 HTSLSM 有限元建模 |
| 2.3.4 HTSLSM 气隙磁场分布 |
| 2.4 HTSLSM 电磁参数数值计算 |
| 2.4.1 超导块材磁体磁链 |
| 2.4.2 空载反电动势 |
| 2.4.3 交/直轴电感 |
| 2.4.4 交/直轴同步电抗 |
| 2.5 HTSLSM 力性分析 |
| 2.5.1 HTSLSM 起动特性和堵转特性 |
| 2.5.2 超导块材磁体尺寸对推力/法向力影响 |
| 2.5.3 超导块材俘获磁场对推力/法向力影响 |
| 2.5.4 HTSLSM 与PMLSM 的推力性能比较 |
| 2.5.5 HTSLSM 齿槽力特性 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 高温超导磁悬浮系统设计与数值分析 |
| 3.1 高温超导磁悬浮装置设计 |
| 3.2 PMG 数值建模与磁场分布特性 |
| 3.2.1 表面置磁型PMG 数值模型与验证 |
| 3.2.2 磁通聚集型PMG 数值模型与验证 |
| 3.2.3 Halbach 阵列PMG 数值模型与磁场分析 |
| 3.3 悬浮力和导向力数值计算 |
| 3.3.1 柱形高温超导块材与单块柱形永磁体之间的作用力 |
| 3.3.2 矩形高温超导块材与PMG 之间的悬浮力/导向力 |
| 3.3.3 高温超导块材与不同PMG 之间的悬浮力比较 |
| 3.3.4 高温超导块材与PMG 之间的动态悬浮特性 |
| 3.4 PMG 尺寸对悬浮力影响及优化 |
| 3.4.1 PM 高度对悬浮力影响 |
| 3.4.2 中间软铁厚度对悬浮力影响 |
| 3.4.3 两侧铁心厚度对悬浮力影响 |
| 3.4.4 中间软铁厚度对PM 最优高度的影响 |
| 3.4.5 两侧软铁厚度对PM 最优高度的影响 |
| 3.4.6 两侧软铁与中间软铁厚度相互影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 高温超导块材充磁特性与交变磁场下衰变特性 |
| 4.1 高温超导块材稳恒场充磁特性 |
| 4.1.1 场冷下磁场俘获特性 |
| 4.1.2 零场冷下块材磁场渗透与俘获特性 |
| 4.1.3 场冷与零场冷充磁特性比较 |
| 4.2 高温超导块材脉冲场充磁特性 |
| 4.2.1 脉冲场数值计算 |
| 4.2.2 脉冲励磁磁场对块材俘获场的影响 |
| 4.2.3 脉冲励磁次数对俘获磁场的影响 |
| 4.2.4 俘获磁场随时间衰减特性 |
| 4.3 高温超导块材磁体交场下电磁特性研究 |
| 4.3.1 外场幅值对俘获场影响 |
| 4.3.2 外场频率对俘获场影响 |
| 4.3.3 外场方向对俘获场影响 |
| 4.3.4 块材品质对俘获场衰减影响 |
| 4.3.5 块材俘获磁场衰变机制研究 |
| 4.4 块材俘获场衰减对HTSLSM 性能的影响 |
| 4.5 HTSLSM 次级高温超导块材磁体阵列充磁系统 |
| 4.5.1 交替磁极磁体阵列脉冲充磁系统 |
| 4.5.2 交替磁极磁体阵列稳恒场充磁系统 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 高温超导直线同步电动机性能测试与特性分析 |
| 5.1 HTSLSM 驱动系统设计 |
| 5.1.1 HTSLSM 调速系统的Simulink 实现 |
| 5.1.2 SVPWM 策略的LabVIEW 实现 |
| 5.2 空载反电势及齿槽力测试 |
| 5.3 HTSLSM 推力与法向力测控系统 |
| 5.3.1 推力/法向力测控平台及测试原理 |
| 5.3.2 初级相电流工作特性 |
| 5.3.3 推力和法向力与电流幅值及频率的关系 |
| 5.4 不同气隙长度下推力和法向力测试与分析 |
| 5.5 不同磁体极数下推力和法向力测试与分析 |
| 5.6 不同磁体排列组合下推力和法向力测试与分析 |
| 5.7 本章小结 |
| 第六章 高温超导直线同步电动机应用探讨与分析 |
| 6.1 新型高温超导磁悬浮与直线推进系统模型 |
| 6.2 用于EMALS 的双边型HTSLSM 设计及其特性分析 |
| 6.2.1 EMALS 对直线电机的技术要求 |
| 6.2.2 EMALS 用HTSLSM 结构设计 |
| 6.2.3 高温超导线圈磁体设计与特性研究 |
| 6.2.4 有限元建模与性能分析 |
| 6.3 用于磁浮列车的HTSLSM 设计及其特性分析 |
| 6.3.1 结构设计和技术指标 |
| 6.3.2 HTSLSM 有限元建模与性能分析 |
| 6.3.3 HTSLSM 推进磁浮列车在真空管道运输中应用探讨 |
| 6.4 HTSLSM 与PMLSM 和LIM 应用性能比较 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 进一步工作展望 |
| 致 谢 |
| 参考文献 |
| 攻博期间取得的研究成果 |
（10）内燃—直线发电集成动力系统储能装置的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 目录 |
| 图表目录 |
| 符号表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.1 课题研究的背景 |
| 1.1.2 课题研究的意义 |
| 1.2 电能存储技术国内外研究动态 |
| 1.2.1 电池储能技术 |
| 1.2.2 超导储能技术 |
| 1.2.3 飞轮储能技术 |
| 1.2.4 超级电容器储能技术 |
| 1.2.5 混合储能技术 |
| 1.2.6 车载电储能装置 |
| 1.3 内燃-直线发电集成动力系统储能装置的关键技术 |
| 1.3.1 电源系统 |
| 1.3.2 电力电子技术 |
| 1.3.3 能量流控制策略 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 1.5 本文组织结构 |
| 2 内燃-直线发电集成动力系统储能装置总体方案分析与设计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 储能装置的工作要求分析与设计原则 |
| 2.2.1 储能装置的工作要求 |
| 2.2.2 储能装置的设计原则 |
| 2.3 新型储能装置方案的提出 |
| 2.4 基于超级电容器组串并联切换的混合电源设计 |
| 2.4.1 混合电源性能需求分析 |
| 2.4.2 混合电源的组成 |
| 2.4.3 超级电容器串并联切换技术实现 |
| 2.4.4 混合电源参数匹配 |
| 2.5 BDPC的设计 |
| 2.5.1 BDPC的工作原理 |
| 2.5.2 BDPC的主电路参数设计 |
| 2.5.3 BDPC的拓扑结构优化设计 |
| 2.5.4 实验研究 |
| 2.5.5 多个BDPC的联接方式设计 |
| 2.6 H桥直流PWM变换器 |
| 2.7 储能装置的能量流控制 |
| 2.8 本章小结 |
| 3 内燃-直线发电集成动力系统储能装置建模研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 储能装置仿真模型的建立 |
| 3.3 混合电源系统模型 |
| 3.3.1 蓄电池模型 |
| 3.3.2 超级电容器模型 |
| 3.3.3 串并联切换的超级电容器组模型 |
| 3.4 BDPC模型 |
| 3.4.1 状态空间平均建模法 |
| 3.4.2 开关网络模型法 |
| 3.5 H桥直流PWM变换器模型 |
| 3.5.1 双极性PWM信号控制的数学模型 |
| 3.5.2 受限单极性PWM信号控制的数学模型 |
| 3.6 永磁直线电机模型 |
| 3.7 储能装置控制器模型 |
| 3.8 本章小结 |
| 4 内燃-直线发电集成动力系统储能装置能量流控制策略研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 储能装置能量流控制分析 |
| 4.2.1 能量流基本控制策略 |
| 4.2.2 工作模式分析 |
| 4.2.3 能量流控制流程 |
| 4.3 储能装置数字控制器的开发 |
| 4.3.1 BDPC模糊控制器的设计 |
| 4.3.2 基于遗传算法的H桥直流PWM变换器控制器设计 |
| 4.4 仿真分析 |
| 4.4.1 储能装置提供能量仿真分析 |
| 4.4.2 储能装置回馈能量仿真分析 |
| 4.4.3 效率分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 内燃-直线发电集成动力系统储能装置实验研究与验证 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于TMS320F2812DSP的数字控制器 |
| 5.3 储能装置原理性验证实验研究 |
| 5.4 内燃-直线发电集成动力系统储能装置样机实验研究 |
| 5.4.1 数字控制系统的硬件选型及设计 |
| 5.4.2 数字控制系统的软件设计 |
| 5.4.3 实验研究与分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 储能装置扩展应用研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 电动汽车能量回馈制动系统 |
| 6.3 本章小结 |
| 7 全文总结与展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 本文创新点 |
| 7.3 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及参加的科研情况 |
四、小型永磁直流直线电动机的设计（论文参考文献）
- [1]微小型自由活塞发动机理论与实验研究[D]. 黄福军. 中国科学院大学(中国科学院工程热物理研究所), 2020(08)
- [2]高速磁悬浮系统的电磁发射特性研究[D]. 王宇飞. 北京交通大学, 2020(03)
- [3]无人机永磁无刷直流电机的设计及优化[D]. 苏兴彪. 曲阜师范大学, 2020(01)
- [4]永磁无刷直流直线电机设计及性能分析[D]. 张迅诚. 沈阳工业大学, 2019(08)
- [5]高温超导磁浮车中永磁直线电机的设计与优化[D]. 吴梦颖. 西南交通大学, 2019(03)
- [6]基于直线电机原理的某导弹电磁弹射器设计[D]. 沙赵明. 南京理工大学, 2018(06)
- [7]小功率永磁无刷直流电机的设计及研究[D]. 赵安东. 桂林理工大学, 2017(06)
- [8]小型直流伺服电机性能测试系统设计[D]. 王晓宇. 哈尔滨工程大学, 2015(07)
- [9]复合磁悬浮的高温超导直线同步电动机[D]. 郑陆海. 电子科技大学, 2011(06)
- [10]内燃—直线发电集成动力系统储能装置的研究[D]. 任桂周. 南京理工大学, 2011(07)