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研究生:廖紹廷
論文名稱:整合啟動發電機之最佳化設計與分析
論文名稱(外文):Optimal Design and Analysis of an Integrated Starter Generator
指導教授:黃昌圳黃昌圳引用關係
口試委員:黃昌圳劉承宗鄭進興
口試日期:2014-06-26
學位類別:碩士
校院名稱:逢甲大學
系所名稱:電機工程學系
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2014
畢業學年度:102
語文別:中文
論文頁數:106
中文關鍵詞:整合啟動發電機轉矩漣波反電勢靈敏度分析田口法有限元素分析基因遺傳演算法
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本文主要提出一應用於油電混合車之整合啟動發電機,在啟動模式下,額定功率為45 kW,額定轉速3000 rpm。首先,針對轉子及定子幾何形狀對頓轉轉矩、反電勢有效值、反電勢諧波(第5、第7 次諧波)、轉矩漣波及效率進行靈敏度分析,瞭解定子及轉子尺寸變化對輸出特性之影響,以訂定所選參數的修正範圍。透過田口法搭配有限元素分析、及使用基因遺傳演算法(GA)結合有限元素分析等兩種方法作最佳化分析,以達到反電勢及效率最高、及轉矩漣波最低之目標。
最後,本文將最佳化後的整合啟動發電機結構連接二極體三相橋式整流電路負載,進行分析不同負載電阻對發電機輸出特性的影響。
誌 謝 iii
摘 要 v
Abstract vi
目 錄 vii
圖目錄 x
表目錄 xv
縮寫及符號對照表 xviii
第一章 緒論 1
1.1 研究動機與目標 1
1.2 文獻研討 7
1.3 論文貢獻 12
1.4 論文架構 13
第二章 整合啟動發電機介紹 14
2.1 前言 14
2.2 原理簡介 14
2.3 初始規格 22
2.4 輸出特性分析 25
2.4.1 頓轉轉矩分析 25
2.4.2 繞線設計及配置[10] 26
2.2.3 轉矩與損失分析 32
第三章 結構參數對馬達特性靈敏度分析 35
3.1前言 35
3.2轉子削弧(Rotor cutting arc, Arc) 38
3.3磁鐵展開角(Permanent magnet pole span angle, BetaPM) 39
3.4開孔倒角長度(Hole chamfering depth, D) 40
3.5開孔深度(Hole depth, Hd) 41
3.6開孔深度倒角比(Hole depth chamfering ratio, HdRatio) 42
3.7磁鐵厚度(Length of magnent along the magnetized direction, LM) 43
3.8磁障長度(Magnent barrier slot length, MSlotL) 44
3.9磁鐵沉入深度(Permanent magnet sunk depth, PMd) 45
3.10槽深(Slot depth, SD) 46
3.11極靴高度1(Stator boot height 1, Sh1) 47
3.12極靴高度2(Stator boot height 2, Sh2) 48
3.13槽開口(Slot opening, SO) 49
3.14齒寬(Stator tooth width, TW) 50
3.15結論 51
第四章 以最佳化方法降低ISG之轉矩漣波 58
4.1前言 58
4.2 田口法最佳化分析 59
4.2.1 田口法簡介 59
4.2.2 田口法應用與直交表 60
4.2.3 平均值分析 64
4.2.3 變異性分析 73
4.2.5 最佳化後之特性分析 81
4.3 GA有限元素法最佳化分析 84
4.3.1 GA簡介[23]-[24] 84
4.3.2 參數選擇及範圍設定 85
4.3.3目標函式及限制式設定 86
4.3.4 最佳化後之特性分析 87
4.4 ISG連接整流電路之負載特性分析 93
4.5 結論 97
第五章 結論與建議 101
參考文獻 103
參考文獻
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