【摘要】：隨著汽車工業(yè)的快速發(fā)展,環(huán)境污染和能源短缺問(wèn)題逐漸引起了大家的關(guān)注。插電式混合動(dòng)力汽車可以在電池電量不足時(shí)使用汽油驅(qū)動(dòng),具有比純電動(dòng)汽車更長(zhǎng)的續(xù)航里程,同時(shí)也比傳統(tǒng)燃油汽車節(jié)能環(huán)保。豐田Prius作為插電式混合動(dòng)力汽車最成功的典范,使用行星齒輪對(duì)內(nèi)燃機(jī)和電動(dòng)機(jī)進(jìn)行功率分配,但行星齒輪結(jié)構(gòu)較為精密,存在磨損、定期維護(hù)、可靠性差的問(wèn)題,而磁場(chǎng)調(diào)制型復(fù)合結(jié)構(gòu)電機(jī)可以代替豐田Prius的行星齒輪、發(fā)電機(jī)等機(jī)構(gòu)。本文首先分析了磁場(chǎng)調(diào)制型復(fù)合結(jié)構(gòu)電機(jī)系統(tǒng)的工作原理,發(fā)現(xiàn)磁場(chǎng)調(diào)制型無(wú)刷雙轉(zhuǎn)子電機(jī)定子電頻率變化范圍寬且該系統(tǒng)對(duì)控制器動(dòng)態(tài)性能要求較高。為了進(jìn)行控制策略的研究,建立了系統(tǒng)統(tǒng)一的數(shù)學(xué)模型。介紹了無(wú)差拍直接轉(zhuǎn)矩-磁鏈控制(DB-DTFC)的原理并結(jié)合圖解法進(jìn)行了分析,同時(shí)簡(jiǎn)要闡述了空間矢量脈寬調(diào)制(SVPWM)的原理。其次,針對(duì)DB-DTFC算法的幾個(gè)關(guān)鍵性問(wèn)題進(jìn)行了深入的分析和改進(jìn),主要包括定子電阻對(duì)算法的影響、狀態(tài)觀測(cè)器對(duì)算法的重要性和觀測(cè)器的設(shè)計(jì)、時(shí)序問(wèn)題等,并對(duì)這些關(guān)鍵問(wèn)題從理論和仿真兩個(gè)角度進(jìn)行了說(shuō)明。針對(duì)電壓受限時(shí)算法得到的電壓矢量可能無(wú)法合成的情況,本文根據(jù)轉(zhuǎn)矩直線和磁鏈圓是否有交點(diǎn),分別提出兩種和三種方案,同時(shí)對(duì)這些方案進(jìn)行了仿真驗(yàn)證,并結(jié)合圖解法進(jìn)一步說(shuō)明所提方案的合理性,通過(guò)仿真對(duì)比得到最佳解決方案。再次,由于汽車實(shí)際運(yùn)行中可能有多種工作模式,本文對(duì)磁場(chǎng)調(diào)制型復(fù)合結(jié)構(gòu)電機(jī)系統(tǒng)的若干種工作模式進(jìn)行了分析。建立了內(nèi)燃機(jī)、磁場(chǎng)調(diào)制型復(fù)合結(jié)構(gòu)電機(jī)以及控制系統(tǒng)的仿真模型,就前述分析的磁場(chǎng)調(diào)制型復(fù)合結(jié)構(gòu)電機(jī)混合動(dòng)力系統(tǒng)的特殊性,提出了系統(tǒng)控制策略。仿真驗(yàn)證了系統(tǒng)的四象限運(yùn)行情況和內(nèi)燃機(jī)工作點(diǎn)調(diào)整情況,并與傳統(tǒng)的PI控制策略做了對(duì)比。仿真結(jié)果表明,該策略可以有效的解決系統(tǒng)轉(zhuǎn)矩波動(dòng)大、雙轉(zhuǎn)子電機(jī)定子電頻率變化劇烈對(duì)系統(tǒng)性能造成的不良影響。最后,設(shè)計(jì)了磁場(chǎng)調(diào)制型復(fù)合結(jié)構(gòu)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器,主要包括電源、功率模塊驅(qū)動(dòng)、信號(hào)故障檢測(cè)及保護(hù)、與快速控制原型AD5436相適應(yīng)的接口電路等部分。建立了RCP半實(shí)物仿真平臺(tái),對(duì)雙轉(zhuǎn)子電機(jī)的DB-DTFC控制策略進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。同時(shí),進(jìn)一步分析了雙轉(zhuǎn)子電機(jī)定子磁場(chǎng)電角度的誤差對(duì)控制系統(tǒng)造成的不良影響,指出了接下來(lái)的工作中應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題與解決的辦法。
【圖文】：

圖 1-1 串聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（2）并聯(lián)式結(jié)構(gòu)并聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)由內(nèi)燃機(jī)和電動(dòng)機(jī)分別或者同時(shí)為驅(qū)動(dòng)輪提供圖 1-2 所示。這一構(gòu)造的關(guān)鍵特征是機(jī)械耦合器將兩個(gè)機(jī)械功率疊加

圖 1-2 并聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（3）混聯(lián)式結(jié)構(gòu)混聯(lián)式結(jié)構(gòu)將電動(dòng)機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、發(fā)電機(jī)、驅(qū)動(dòng)輪通過(guò)相應(yīng)的傳動(dòng)裝置，，如圖 1-3 所示。這一構(gòu)造的明顯特征是使用了兩個(gè)功率耦合器——機(jī)
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：U469.72;TM30

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9 記者 張Z

本文編號(hào)：2599566