太阳能磁浮电机式汽车的研究设计开题报告

 2021-08-08 21:23:09

1. 研究目的与意义

众所周知,能源消耗量越来越大,传统能源越来越难以供应人类的发展,而且由于传统能源不够清洁,带来了一系列环境问题,作为一切能源的最终来源,太阳能以其具有无污染、清洁安全、普遍、可再生、可持续性等特点越来越被人们所关注,太阳能的利用显得意义重大。稀土永磁材料,如钕铁硼NdFeB,具有磁能积高和功耗低的特点,而且我国稀土蕴藏量丰富,开发研究潜力巨大。高温超导材料,如YBaCuO,利用超导材料的抗磁特性或磁链守恒特性产生巨大的电磁力,可以预见高温超导材料在磁悬浮控制中将得到广泛应用,如超导磁轴承用于电力系统大惯量飞轮储能,直线电机超导磁场梯度悬浮推进系统。稀土高温超导REBa2Cu3O7-x和光稀土高温超导LREBa2Cu3O7-x在77K温度下具有极高的电流密度,可以产生极强的磁场,这些新材料的研制成功将为高速磁悬浮机车的应用提供又一新的设计方案。超声波传感技术和激光传感技术在高速磁悬浮运动定位控制中的应用,提高了定位速度和精度;可编程逻辑控制技术在复杂磁悬浮系统中实现自动时序控制;高性能逆变器设计和智能化非线性电机控制技术应用;利用以计算机技术和网络通信技术为基础的全球定位系统GPS为磁悬浮系统提供快捷的宏观监测、控制和服务。磁悬浮电机不仅在电气等工业领域得到广泛应用,而且在生命科学领域也开始得到应用,充分显示了磁悬浮电机在国民经济发展和人们生活质量提高方面具有长远影响。

2. 国内外研究现状分析

  迄今为止,磁浮列车多采用直线同步电机推进。低速磁浮系统有使用直线感应电机的,例如日本正在建造的HSST型低速市内磁浮系统采用直线感应电机推进。最近磁浮列车的发展主要是发展市内低速磁浮系统。日本正在建造的HSST磁浮列车,美国正在样车阶段的GA磁浮列车、MagneMotion、SemiMaglevUrbanaut以及Maglev2000磁浮列车都是市内低速系统,美国的Magplane也进行了低速车型的设计。以上车型的速度都在200km/h以下。进展最快的是日本的HSST磁浮列车、美国的GA磁浮列车和中国国防科大的HSST,很快就进入工程化和实用化阶段。值得一提的是,近年来美国GeneralAtomics应用钕铁硼永久磁体开发低速市内磁浮系统。1999年,美国LawrenceLivermore国家实验室推出了Inductrack悬浮系统,浮阻比可达到200:1甚至更高。GeneralAtomics采用了Inductrack系统,构造双层车载Halbach钕铁硼磁体排列作为悬浮磁体(导向和推进磁体采用单列Halbach排列的永久磁体)。这种系统低速情况下也能得到大的浮阻比,适合于低速运行。2002年10月,GeneralAtomics在加州SanDiego开始建造120m试验线路,现在已经建成,正在进行各种测试,包括电气设备和动力性能(推进和悬浮等)。我国低速系统的设计,已经有一定的基础,铁道科学院、国防科技大学、西南交通大学与中科院电工所,都开展了低速磁悬浮列车的研制工作,先后研制成功多台试验车辆。2005年和2006年,国防科技大学和北控公司合作生产HSST的样车已经在唐山机车车辆厂制造成功,正在积极推进建设工程试验段。超声波传感技术和激光传感技术在高速磁悬浮运动定位控制中的应用,提高了定位速度和精度;可编程逻辑控制技术在复杂磁悬浮系统中实现自动时序控制;高性能逆变器设计和智能化非线性电机控制技术应用;利用以计算机技术和网络通信技术为基础的全球定位系统GPS为磁悬浮系统提供快捷的宏观监测、控制和服务。磁悬浮电机不仅在电气等工业领域得到广泛应用,而且在生命科学领域也开始得到应用,充分显示了磁悬浮电机在国民经济发展和人们生活质量提高方面具有广阔的发展前景。

3. 研究的基本内容与计划

本文对太阳能磁浮电机式汽车原理、发展历程、研究现状和存在的问题等进行了全面分析,重点以太阳能作为能量来源,设计出磁悬浮电机,并将之在汽车上得到应用。

第1~2周:熟悉设计题目,资料准备。

第3~4周:太阳能电机的方案设计、原理分析、可行论证;第5~9周:实体制作、市场调研、性能测试、经济性分析;绘图;第10~12周:写毕业论文,实物展示。

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4. 研究创新点

1

)项目研究有较高的创新性

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