针对电动汽车行业和高效电源背景,本项目研究了一种新结构横向磁通永磁直线发电机(矩形横向磁通永磁直线发电机)系统。完成了自由活塞能量转换器电机运行特性的分析,推导了空载和负载时亚正弦运行状态对电机磁链、电压等性能的影响。对矩形横向磁通永磁直线发电机的漏磁问题进行分析,研究了极间漏磁和漏磁系数与永磁体轴向长度和定子极长度的关系。研究了永磁体轴向长度和定子极长度等电机参数与推力波动和功率密度等的关系,进而实现了电机的最优设计。对该种电机系统的控制策略进行了研究,给出了电能的最佳控制策略。研制了样机及相应的驱动控制器软硬件,进行了相关的实验研究,验证了理论研究成果的正确性。将矩形横向磁通永磁直线电机与3种典型的直线电机进行对比,证明了矩形横向磁通永磁直线电机方案的可行性和先进性。在矩形横向磁通永磁直线电机方案的基础上,进一步提出两种圆筒型无重叠式横向磁通永磁直线电机方案。
英文主题词transverse flux; PM linear generator; hybrid electric vehicle; free piston energy converter