电动拖拉机多模式动力耦合复合电机系统研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51777089
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    63.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0703.电机及其系统
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Electric tractor (ET) is one of the most effective ways to promote the development of facility agriculture and mitigate the food safety issues, due to the merits of energy saving and emission reduction. By incorporating brushless electrical-continuously variable transmission (E-CVT) and dual-motor drive system, a new magnetic-geared power coupling (MG-PC) motor is proposed for ETs in this project to achieve the expected performances of high power density, high efficiency and lightweight. Based on the operation of double magnetic gear, the powers provided by two motors can be combined and split, thus achieving the multi-mode operation of ETs, namely drive system and power take off (PTO) of ETs can be driven by two motors independently or by the coupled power of two motors. The purpose is to develop a new kind of MG-PC motor. And the basic operation principle, electromagnetic parameter calculation, mathematical modeling and simulation, as well as multi-objective and multi-physical field optimization design method will be investigated in details. Also, general power-matching laws between the motors and the magnetic gears will be summarized, based on which a coordinated control strategy will be studied to obtain high efficiency for different operation conditions. The successful development of this project will give a theoretical foundation and experimental results of the novel MG-PC motor drive system, thus exploring a new energy-efficient solution for ETs propulsion and promoting a stable development of ETs.
电动拖拉机具有环保、节能等优势,是促进设施农业发展和缓解食品安全问题的有效手段之一。本项目融合“无刷化电气无级变速(E-CVT)”与“双电机驱动”设计理念,提出一类基于磁性齿轮的动力耦合(MG-PC)复合电机。该电机采用双排磁性齿轮对双电机的输出功率进行分流和汇能,进而实现电动拖拉机牵引与作业(PTO)双动力输出间的独立驱动和耦合助力多模式运行,具有运行原理巧妙、控制灵活等优势。本项目旨在开发出结构新颖合理的MG-PC复合电机结构,研究其工作原理;建立该类电机电磁参数计算、数学建模、仿真分析以及多目标多场耦合优化设计的一般方法;以复合电机动力系统高效运行为目标,归纳出磁性齿轮与电机动力参数匹配的一般规律,并制定出相应的高效能双电机协调控制策略。本项目将为该类复合电机系统在电动拖拉机中的应用提供理论基础和技术支持,为电动拖拉机实现高效驱动探索新途径,为提升电动拖拉机长期稳定发展提供有益帮助。

结项摘要

电动拖拉机具有环保、节能等优势,是促进设施农业发展和缓解食品安全问题的重要手段之一。本项目在深入分析“无刷化电气无级变速(E-CVT)”与“双电机驱动”特性的基础上,将双机械端口电机拓扑与磁性齿轮拓扑设计相融合,提出一类基于磁性齿轮的动力耦合(MG-PC)复合电机。立足于该复合电机的本质特性,具体研究从表贴式永磁拓扑、内置聚磁式永磁拓扑到定子永磁聚磁式拓扑进行系统的探索与设计。并且,该研究的电机及系统通过采用磁性齿轮,实现对电机系统不同机械端口之间的功率分流与汇能,具有运行原理巧妙、控制灵活等性能优势,从而有效满足电动拖拉机在复杂运行工况与高强度作业条件下的整机高效作业与驱动的总体运行需求。本项目的研究,探索与发掘出了合理、可靠的磁性齿轮复合电机结构,研究了该类电机的工作原理;归纳出了该类电机电磁参数计算、数学建模、仿真分析以及多目标多场耦合优化设计的一般方法;总结出了以复合电机动力系统高效运行为目标,磁性齿轮与电机动力参数匹配的一般规律,并制定出了电机双机械端口高效协调控制策略。本项目将为该类复合电机系统在电动拖拉机中的应用提供理论基础和技术支持,为电动拖拉机实现高效驱动探索新途径,为提升电动拖拉机长期稳定发展提供有益帮助。

项目成果

期刊论文数量(19)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(3)
专利数量(9)
Airgap-Harmonic-Based Multilevel Design and Optimization of a Double-Stator Flux-Modulated Permanent-Magnet Motor
基于气隙谐波的双定子磁通调制永磁电机的多级设计与优化
  • DOI:
    10.1109/tie.2020.3039207
  • 发表时间:
    2021-11
  • 期刊:
    IEEE Transactions on Industrial Electronics
  • 影响因子:
    7.7
  • 作者:
    Fan Deyang;Quan Li;Zhu Xiaoyong;Xiang Xiaoyong;Que Hongjie
  • 通讯作者:
    Que Hongjie
Flux-Weakening Capability Enhancement Design and Optimization of a Controllable Leakage Flux Multilayer Barrier PM Motor
可控漏磁多层势垒永磁电机弱磁能力增强设计与优化
  • DOI:
    10.1109/tie.2020.3016253
  • 发表时间:
    2021-09
  • 期刊:
    IEEE Transactions on Industrial Electronics
  • 影响因子:
    7.7
  • 作者:
    Fan Wenjie;Zhu Xiaoyong;Quan Li;Wu Wenye;Xu Lei;Liu Yongfeng
  • 通讯作者:
    Liu Yongfeng
Optimization Design of Power Factor for an In-Wheel Vernier PM Machine From the Perspective of Air-Gap Harmonic Modulation
气隙谐波调制角度轮式游标永磁电机功率因数优化设计
  • DOI:
    10.1109/tie.2020.3028823
  • 发表时间:
    2020-10
  • 期刊:
    IEEE Transactions on Industrial Electronics
  • 影响因子:
    7.7
  • 作者:
    Wu Dingying;Xiang Zixuan;Zhu Xiaoyong;Quan Li;Jiang Min;Liu Yongfeng
  • 通讯作者:
    Liu Yongfeng
基于自适应滤波器在线解耦的磁场增强型永磁电机无位置传感器控制
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    电工技术学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    阙鸿杰;全力;张丽;徐磊;朱孝勇
  • 通讯作者:
    朱孝勇
Multiobjective Optimization Design of a Double-Rotor Flux-Switching Permanent Magnet Machine Considering Multimode Operation
考虑多模式运行的双转子磁通切换永磁电机多目标优化设计
  • DOI:
    10.1109/tie.2018.2818643
  • 发表时间:
    2019-01
  • 期刊:
    IEEE Transactions on Industrial Electronics
  • 影响因子:
    7.7
  • 作者:
    Zhu Xiaoyong;Fan Deyang;Mo Lihong;Chen Yunyun;Quan Li
  • 通讯作者:
    Quan Li

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其他文献

定子永磁式双转子电机设计与实验研究
  • DOI:
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    莫丽红;全力;朱孝勇
  • 通讯作者:
    朱孝勇
基于谐振补偿策略的少稀土类齿轭磁势互补型双凸极永磁电机的驱动控制研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    中国电机工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘峻峰;朱孝勇;全力;项子旋;张超
  • 通讯作者:
    张超
微型电动汽车用开关磁阻电动机的设计与控制
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    微特电机
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    全力;朱孝勇;张超;刘修福
  • 通讯作者:
    刘修福
多端口永磁式行星齿轮设计与电磁性能分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    电机与控制应用
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    马振忠;朱孝勇;张仁忠;全力
  • 通讯作者:
    全力
双转子电机及其在混合电动汽车中的应用
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    武汉大学学报(工学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    莫丽红;全力;朱孝勇;张涛
  • 通讯作者:
    张涛

其他文献

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全力的其他基金

增程式电动汽车用无刷化双转子磁通切换电机及其复合式驱动系统研究
  • 批准号:
    51377073
  • 批准年份:
    2013
  • 资助金额:
    84.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
中/强度混合动力合成系统用双功率流定子永磁型电机基础理论研究
  • 批准号:
    51077067
  • 批准年份:
    2010
  • 资助金额:
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  • 项目类别:
    面上项目

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AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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