[00143388]混合動力汽車用自由活塞式磁懸浮永磁直線發電機研究

本課題來源于寧波市自然科學基金。 自由活塞式內燃機直線發電系統作為一種新型的串連式混合動力汽車裝置,近十年來得到了國內外許多科研機構的廣泛關注。該動力裝置由自由活塞內燃機與直線發電機直接耦合,帶動直線發電機往復運動發電,省缺中間的機械轉換裝置,效率可達傳統內燃機的2-3倍。而用于該系統的直線發電機主要采用圓筒型和單邊平板型永磁直線電機結構,使發電機發電效率及功率密度偏低,且機械摩擦較大。為此,本項目的主要目的就是提出并研究一種中間動子、上下層為初級的磁懸浮雙邊平板型永磁直線發電機結構,從電機本體上克服動子的重力以減少往復運動機械摩擦,同時提高直線發電機的發電效率及功率密度。該永磁直線發電機與自由活塞式內燃機直接耦合,為混合動力汽車向高性能、高可靠性、低排放方面發展開辟新的途徑。 本項目具有以下成果： （1）綜合應用解析與有限元計算方法,研究了不同極槽配合時的繞組系數、磁動勢諧波和繞組連接等基礎理論,結合集中繞組分數槽理論,采用磁導調制的方法減少齒槽力。 （2）提出了一種中間動子、上下層為初級的磁懸浮雙邊平板型永磁直線發電機結構,利用磁懸浮力從電機本體上克服動子的重力以減少往復運動機械摩擦,同時提高直線發電機的發電效率及功率密度。 （3）已申請國際專利1項,國內發明專利2項,實用新型專利2項,共發表國外高水平期刊及IEEE國際會議論文7篇,其中SCI檢索1篇,EI檢索文章6篇。 研究出的中間動子、上下層為初級的halbach永磁陣列的磁懸浮雙邊平板型直線發電機結構,從電機本體上克服動子的重力以減少往復運動機械摩擦,將其應用于混合動力汽車發電,可提高其發電效率。該電機研究所取得的成果也將進一步促進直線電機在海洋裝備的發電設備、分布式熱電聯供等領域的應用與發展。同時對于高端機電裝備和節能減排產業具有重要的科學意義和工程應用價值。