【摘要】：電動(dòng)汽車相比于傳統(tǒng)燃油汽車具有更清潔、更高效率等優(yōu)點(diǎn),在能源、環(huán)境問題日益突顯的當(dāng)下,電動(dòng)汽車成為一種有效的解決途徑,越來越受到人們的重視。另一方面,相對于燃油汽車,電動(dòng)汽車無需離合器等復(fù)雜機(jī)械裝置,制造難度和成本更有優(yōu)勢;隨著電力電子與電機(jī)控制等相關(guān)技術(shù)不斷進(jìn)步,電動(dòng)汽車的發(fā)展水平逐漸提高。寬廣的調(diào)速范圍是電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)的一項(xiàng)關(guān)鍵的性能要求。變繞組匝數(shù)作為一種新的調(diào)速方法,可以在不顯著增加驅(qū)動(dòng)器功率和電壓等級的情況下進(jìn)一步擴(kuò)展電機(jī)的轉(zhuǎn)速范圍,使電機(jī)的輸出特性接近理想的汽車驅(qū)動(dòng)特性,在電動(dòng)汽車中有著良好的應(yīng)用前景。本文以變繞組異步電機(jī)為例,首先運(yùn)用交流電機(jī)繞組理論研究了其變繞組匝數(shù)運(yùn)行的暫態(tài)過程建模方法,使用繞組分段分析的方法,列寫各繞組的電壓與磁鏈方程,得到基于狀態(tài)方程的模型,并進(jìn)行了仿真分析;然后基于建模過程與仿真結(jié)果,設(shè)計(jì)并制作了變繞組異步電機(jī)的實(shí)驗(yàn)平臺,詳細(xì)設(shè)計(jì)了包括主電路、繞組切換電路、電源、驅(qū)動(dòng)等各個(gè)部分,并設(shè)計(jì)了基于CAN通信的LabVIEW上位機(jī)界面;最后,利用該實(shí)驗(yàn)平臺進(jìn)行繞組切換實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明,實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了建模方式的正確性;設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)平臺能實(shí)現(xiàn)異步電機(jī)變繞組運(yùn)行的需求,并定性分析了繞組切換電路的設(shè)計(jì)原則。
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：U469.72;TM343
【圖文】：

１．３變繞組S/數(shù)調(diào)速方法在電動(dòng)汽車中的應(yīng)用逡逑對于巧車類負(fù)載來說，其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)理想的輸出特性是在除較低速外全速度范逡逑圍內(nèi)的恒功率特性口６］。如圖１－２所示。在低速時(shí)，為了防止車輪打滑，驅(qū)動(dòng)系逡逑統(tǒng)的輸出轉(zhuǎn)矩不能無限制地加大，因此被限制在一個(gè)有限的值；在這個(gè)速度Ｗ上，逡逑驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的輸出特性保持恒功率特性，即轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速呈反比例關(guān)系。逡逑＼邐Ｐｏｗｅｒ逡逑Ｓｐｅｅｄ逡逑圖１－２汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)理想的輸出特性Ｗ逡逑對于內(nèi)燃機(jī)汽車來說，其動(dòng)力來源是汽油發(fā)動(dòng)機(jī)或柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，其輸出特性逡逑如圖１－３（ａ）所示，可見其只在特定轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)才能達(dá)到最優(yōu)性能，為了得到理逡逑想的動(dòng)力特性，傳統(tǒng)的燃油汽車使用多級變速箱，通過擋位切換使動(dòng)力系統(tǒng)整體逡逑特性接近理想特性，如圖１－３（ｂ）所示。逡逑１００「邐，邐／邐＂Ｉ邋如０邐．—＿１！�。郀t３［逡逑一Ｉ邋§逡逑＿邐Ｉ邐＼＼邐２＂＾邋ｇｅａｒ逡逑１４０－邐／邐Ｉ逡逑Ｓｐｅｃ？

１．３變繞組S/數(shù)調(diào)速方法在電動(dòng)汽車中的應(yīng)用逡逑對于巧車類負(fù)載來說，其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)理想的輸出特性是在除較低速外全速度范逡逑圍內(nèi)的恒功率特性口６］。如圖１－２所示。在低速時(shí)，為了防止車輪打滑，驅(qū)動(dòng)系逡逑統(tǒng)的輸出轉(zhuǎn)矩不能無限制地加大，因此被限制在一個(gè)有限的值；在這個(gè)速度Ｗ上，逡逑驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的輸出特性保持恒功率特性，即轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速呈反比例關(guān)系。逡逑＼邐Ｐｏｗｅｒ逡逑Ｓｐｅｅｄ逡逑圖１－２汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)理想的輸出特性Ｗ逡逑對于內(nèi)燃機(jī)汽車來說，其動(dòng)力來源是汽油發(fā)動(dòng)機(jī)或柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，其輸出特性逡逑如圖１－３（ａ）所示，可見其只在特定轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)才能達(dá)到最優(yōu)性能，為了得到理逡逑想的動(dòng)力特性，傳統(tǒng)的燃油汽車使用多級變速箱，通過擋位切換使動(dòng)力系統(tǒng)整體逡逑特性接近理想特性，如圖１－３（ｂ）所示。逡逑１００「邐，邐／邐＂Ｉ邋如０邐．—＿１�。。郀t３［逡逑一Ｉ邋§逡逑＿邐Ｉ邐＼＼邐２＂＾邋ｇｅａｒ逡逑１４０－邐／邐Ｉ逡逑Ｓｐｅｃ？

邐第１椝緒論逡逑電動(dòng)汽車動(dòng)為來源是電機(jī)，目前應(yīng)用最為廣泛的交流電機(jī)的典型轉(zhuǎn)矩特性如逡逑圖１－４所示。由于電機(jī)驅(qū)動(dòng)器電壓和功率等級的限制，電動(dòng)汽車較難運(yùn)到全速逡逑度范圍內(nèi)恒功率的理想特性；另一方面，電機(jī)的轉(zhuǎn)速范函化受到驅(qū)動(dòng)器輸出電壓逡逑與功率的限制。很多時(shí)候，電機(jī)低速大轉(zhuǎn)矩和較高的極速的性能目標(biāo)很難同時(shí)達(dá)逡逑到叫逡逑ｒ，ｐ，ｖ逡逑Ａ逡逑Ｐｏｗｅｒ邋Ｕｎｉｉｉ邐Ｐｏｗｅｒ逡逑Ｖｏｌｔａｇｅ邋ｌｉｍｉｔ逡逑Ｔ邋邐邋Ｘ邋／邐Ｖｏｌｔａｇｅ逡逑０邐＂化邐ｎ逡逑圖１－４電機(jī)典型轉(zhuǎn)矩特性逡逑為了盡可能使電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力特性接近理想動(dòng)力特性，可Ｗ采用與逡逑內(nèi)燃機(jī)汽車類似的解決方法，即在驅(qū)動(dòng)電機(jī)與傳動(dòng)輪之間加入多級變速箱的方法逡逑。但是加入變速箱后使電動(dòng)汽車的結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜，故障率提高，也增加了整體逡逑成本。如果將電機(jī)繞組設(shè)計(jì)成若干種結(jié)構(gòu)，使其具有不同的轉(zhuǎn)矩特性，采用變繞逡逑組結(jié)構(gòu)的方法

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