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随着空气污染的日趋严重,新能源汽车的不断发展,混合动力汽车成为了各国的研究焦点。在这样的背景下,本文提出一种将传统单缸发动机(SCE)与直线开关磁阻电机(LSRM)结合的多功能结构。此结构可以同时完成发动机、电动机和发电机的工作。 首先,对单缸发动机与直线开关磁阻电机的结构进行设计。本文选取SCE作为研究载体,设计关键运动部位的尺寸。根据其尺寸、形状和运动方式设计出能与之结合的LSRM。将SCE与LSRM结合后的结构进行模型的制作。 其次,利用有限元分析软件对LSRM的电磁特性进行较为详细的分析。通过电磁回路的仿真结果来验证电磁设计的正确性。从而得到LSRM的磁链、电感,磁势等数据,载入到Simulink中。 然后,在MATLAB中计算直线开关磁阻电机的动子力。利用直接微分法和化解法两种方法计算动子力,比较和分析结果,选取最优的数据载入到Simulink中。 最后,利用MATLAB/Simulink,建立整个控制系统的仿真模块。利用位置控制的方法设定电机的开通位置和关断位置,使LSRM可以呈现两种不同的工作状态,即当发动机工作时,LSRM工作在发电机状态进行发电;当发动机动力不足或停止工作时,LSRM工作在电动机状态,带动发动机运动。