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XuetangX

车用电机驱动技术

Beijing Institute of Technology via XuetangX

Overview

《车用电机驱动技术》课程是北京理工大学研究生机械工程专业和车辆工程专业核心课程,是北京理工大学研究生精品课程(2022)。全部课程32学时,自2013年开课到现在,每年选课的学生50人左右,教学效果良好,研究生能够运用所学课程知识开展电机驱动技术相关科学研究。目前,全球汽车产业正进入百年未遇大变革,“电动化”“智能化”“网联化”“共享化”成为发展趋势,电机驱动系统作为核心部件面临新的挑战。目前,学堂在线和大学MOOC已有电机学、电机与拖动等课程,然而,尚没有新能源汽车车用电机驱动技术的课程。

以研究生教育“双一流”建设为目标,面向新能源汽车拔尖创新人才培养需求,本课程结合新能源汽车电机驱动系统发展史和国家战略需求,将科研融入教学、思政融入专业知识讲授课程,着眼于基于OBE(成果导向教育)理念和新工科背景下的课程与教学改革与创新,采用线上线下混合教学+案例分析+专题讨论等教学模式,提高研究生解决实际电驱动系统工程问题能力。

本课程主要内容包括:

第1章:讲解车用电机驱动系统的工作要求、类型与结构、国内发展现状与发展趋势。

第2章:讲解电机驱动系统涉及的电机基础知识和原理,包括:磁路基本定律、电磁基本定律、电机制造材料、磁场与磁能、机电能量转换、电磁转矩生成等。

第3章:讲解车用电机驱动系统构成与参数匹配设计理论,结合电机驱动系统结构和整车动力性能需求,对电机和减速器参数进行匹配计算。

第4章:讲解功率电子与变换技术,重点讲授电机逆变器的功率器件与功率变换原理。

第5章:讲解异步驱动电机控制技术,包括:异步驱动电机结构、稳态工作特性、变压变频调速特性、矢量控制和直接转矩控制。

第6章:讲解永磁同步电机控制技术,包括:永磁同步电机的结构与工作原理、稳态工作特性、变压变频调速特性、矢量控制、直接转矩控制、无速度传感器控制、先进控制技术。

第7章:讲解永磁无刷直流控制技术,包括:永磁无刷电动机结构、工作原理和控制方法。

第8章:讲授电机驱动系统电磁兼容技术,包括:电磁干扰源、电磁干扰传播路径与耦合原理、电磁干扰抑制方法。

第9章:讲授电机驱动系统试验技术,包括:试验标准、试验内容、试验方法。

北京理工大学是国内最早从事电动车辆研究的单位,早在上个世纪五十年代末,就开始引进苏联制造的电传动军用车辆进行电传动研究工作。电动车辆国家工程研究中心是国家863计划驱动电机授权检测基地,为本课程建设提供了教学保障。授课教师长期从事新能源汽车电机驱动技术科学研究,课程教学注重学科前沿与基础教学相融合,及时将最新科研成果向教学内容转化,授课教师所在科研团队的电机驱动技术科研成果获国家技术发明奖二等奖2项。

Syllabus

  • 第一章 导论
    • 1.1 电动汽车电机驱动系统性能要求
    • 1.2 电动汽车驱动电机主要类型
    • 1.3 电机驱动系统国内发展概况
    • 1.4 电机驱动系统国外发展概况
    • 习题
  • 第二章 电机的基本原理
    • 2.1 电机内涵、分类与电路定律
    • 2.2 基本电磁物理量及其关系
    • 2.3 磁路基本定律
    • 2.4 电机的基本电磁定律
    • 2.5 电机的制造材料
    • 2.6 电机的磁场与磁能
    • 2.7 机电能量转换的基本原理
    • 2.8 电机电磁转矩的生成原理
    • 习题
  • 第三章 车用电机驱动系统参数匹配设计
    • 3.1 电动汽车电驱动系统结构
    • 3.2 电动汽车动力需求
    • 3.3 电动汽车电驱动系统匹配
    • 习题
  • 第四章 功率电子与变换技术
    • 4.1 车用逆变器拓扑及其PWM调制原理
    • 习题
  • 第五章 异步驱动电机控制
    • 5.1 三相交流异步电动机运行原理
    • 5.2 三相交流异步电动机变压变频VVVF控制原理
    • 5.3 三相交流异步电动机动态数学模型
    • 5.4 三相交流异步电动机矢量控制方法
    • 5.5 三相交流异步电动机直接转矩控制方法
    • 习题
  • 第六章 永磁同步电机控制
    • 6.1 三相交流永磁同步电动机工作原理
    • 6.2 三相交流永磁同步电动机动态数学模型及矢量控制原理
    • 6.3 三相交流永磁同步电动机矢量控制约束
    • 6.4 永磁同步电机直接转矩控制
    • 6.5 永磁同步电机无速度传感器控制
    • 6.6.1 永磁同步电机参数辨识
    • 6.6.2 永磁同步电机扰动方法
    • 习题
  • 第七章 永磁无刷直流电机控制
    • 7.1 永磁无刷直流电机结构与工作原理
    • 7.2 永磁无刷直流电机控制
    • 习题
  • 第八章 车用电机驱动系统电磁兼容基本原理与技术
    • 8.1 电磁干扰源
    • 8.2 电磁干扰传输路径与耦合原理
    • 8.3 电磁干扰抑制方法
    • 习题
  • 第九章 驱动电机系统试
    • 9.1 试验标准与内容
    • 9.2 试验方法
    • 习题
  • 期末考试

    Taught by

    ZHAI LI, CHENG XIMING, WANG ZHIFU, and ZHANG SHUO

    Tags

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