電動(dòng)汽車以零排放、高效率等優(yōu)點(diǎn)受到高度重視,目前已經(jīng)得到大規(guī)模推廣。作為電動(dòng)汽車核心部件的電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng),其技術(shù)水平直接決定著整車的性能。永磁電機(jī)具有體積小、功率密度高等優(yōu)點(diǎn),成為電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)的主流電機(jī)種類之一�？梢�(jiàn),實(shí)現(xiàn)永磁電機(jī)高功率密度、高效率、高可靠性運(yùn)行,對(duì)于促進(jìn)電動(dòng)汽車快速發(fā)展具有重要意義。本文針對(duì)一類新型少稀土永磁電機(jī),結(jié)合電動(dòng)汽車潛在應(yīng)用領(lǐng)域高效率、高功率密度、容錯(cuò)運(yùn)行能力以及高可靠性等內(nèi)在要求,構(gòu)建了新型開(kāi)繞組少稀土永磁電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),建立了系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,提出了針對(duì)該類電機(jī)開(kāi)繞組系統(tǒng)零序電流抑制策略。針對(duì)永磁電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)位置傳感器失效、逆變器故障等,先后提出了無(wú)位置傳感器控制策略、逆變器故障容錯(cuò)控制策略,并進(jìn)行了理論分析、仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。主要研究?jī)?nèi)容如下:1、以少稀土永磁電機(jī)為研究對(duì)象,構(gòu)建了單直流電源供電的開(kāi)繞組驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。傳統(tǒng)的調(diào)制方式會(huì)導(dǎo)致相電壓中存在零序電壓,而少稀土永磁電機(jī)所采用的兩種永磁體混合結(jié)構(gòu)又會(huì)導(dǎo)致反電勢(shì)中存在零序分量,驅(qū)動(dòng)電壓中的零序電壓和反電勢(shì)中的零序分量均會(huì)產(chǎn)生繞組零序電流。針對(duì)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)存在零序電流的問(wèn)題,本文首先采用了基于120°解耦調(diào)制策略,從而抑制相電壓中的零序電壓;而后提出一種基于比例+二階廣義積分器(proportional and second order generalized integrator,P+SOGI)的零序電流調(diào)節(jié)器,解決了系統(tǒng)中存在零序電流的問(wèn)題。所提出的控制策略,在車載電源電壓受限下不僅有效提高了該類驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)直流母線電壓利用率,還為逆變器故障下采用相應(yīng)的容錯(cuò)控制策略奠定了基礎(chǔ)。2、為提高系統(tǒng)的可靠性,本文研究了共直流母線雙逆變器驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)的無(wú)位置傳感器控制。無(wú)位置傳感器控制中位置信號(hào)是通過(guò)反電勢(shì)解算得到的,由于逆變器死區(qū)效應(yīng)、電機(jī)結(jié)構(gòu)等影響,反電勢(shì)觀測(cè)值中存在諧波,解算得到的位置信號(hào)中存在諧波誤差。當(dāng)反電勢(shì)中只存在某一特定次諧波時(shí),傳統(tǒng)的抑制諧波思路是個(gè)不錯(cuò)的解決方案,但當(dāng)反電勢(shì)中存在多次諧波時(shí),傳統(tǒng)的方法存在算法過(guò)于復(fù)雜的問(wèn)題。針對(duì)這一問(wèn)題,本文提出了基于同步頻率旋轉(zhuǎn)低通濾波器(synchronous rotating low pass filter,SRLPF)改進(jìn)的滑模觀測(cè)器,利用SRLPF直接提取反電勢(shì)基波,從而可以避免需要抑制多次反電勢(shì)諧波的問(wèn)題,簡(jiǎn)化了控制算法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該方法能夠有效提高觀測(cè)精度。3、針對(duì)反電勢(shì)觀測(cè)值諧波影響,在提高觀測(cè)精度的同時(shí),為了改善系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能,進(jìn)一步提出了通過(guò)雙二階廣義積分器(dual second order generalized integrator,DSOGI)改進(jìn)的擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器觀測(cè)反電勢(shì)。首先針對(duì)滑模觀測(cè)器中采用低通濾波器消除固有抖振,影響系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能的問(wèn)題,基于自抗擾理論中的擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器原理進(jìn)行反電勢(shì)觀測(cè),然后采用DSOGI提取反電勢(shì)基波,用于轉(zhuǎn)子位置信息解算。從而實(shí)現(xiàn)了在提高觀測(cè)精度的同時(shí),保持系統(tǒng)良好的動(dòng)態(tài)性能。4、為了進(jìn)一步提高驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可靠性,充分利用共直流母線雙逆變器驅(qū)動(dòng)的開(kāi)繞組電機(jī)開(kāi)關(guān)管冗余,實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)管開(kāi)路故障的容錯(cuò)控制。傳統(tǒng)的開(kāi)路故障容錯(cuò)控制常采用增加冗余橋臂或舍棄故障相的方法,存在容錯(cuò)后系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)能力下降的問(wèn)題。針對(duì)這一問(wèn)題,本文提出了充分利用冗余橋臂的橋臂共用容錯(cuò)控制策略。當(dāng)一個(gè)橋臂發(fā)生逆變器開(kāi)關(guān)器件開(kāi)路故障時(shí),通過(guò)將故障橋臂對(duì)應(yīng)的繞組端子連接點(diǎn)改接到與這個(gè)橋臂開(kāi)關(guān)狀態(tài)相同的正常運(yùn)行橋臂,從而在不增加冗余橋臂、不舍棄故障相的情況下實(shí)現(xiàn)逆變器故障容錯(cuò)控制。本文提出的方法不僅可以提高容錯(cuò)后系統(tǒng)的輸出能力,還能實(shí)現(xiàn)任意兩個(gè)橋臂同時(shí)故障的容錯(cuò)控制,大大提高了系統(tǒng)的可靠性。
【學(xué)位單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TM351
【部分圖文】：

稀土永磁電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及容錯(cuò)控制策略研究下電機(jī)的轉(zhuǎn)矩輸出能力能達(dá)到與采用稀土材料時(shí)相近的電勵(lì)磁和永磁材料勵(lì)磁的組合，還有一種是同時(shí)使用兩[31]-[35]�；旌蟿�(lì)磁電機(jī)中的電勵(lì)磁磁場(chǎng)可以根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)氣隙磁場(chǎng)，在電機(jī)低速時(shí)增強(qiáng)磁場(chǎng)高速時(shí)減弱磁場(chǎng)，從并拓寬電機(jī)調(diào)速范圍，然而增加一套勵(lì)磁繞組不僅電機(jī)。組合勵(lì)磁電機(jī)中采用兩種不同的永磁材料，在減少使時(shí)，如何獲得幾乎同等的轉(zhuǎn)矩輸出能力和功率密度是當(dāng)決的問(wèn)題。用非稀土永磁材料鐵氧體和稀土永磁材料釹鐵硼的新，電機(jī)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖 1.2 所示。
【參考文獻(xiàn)】

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5 程明;張淦;花為;;定子永磁型無(wú)刷電機(jī)系統(tǒng)及其關(guān)鍵技術(shù)綜述[J];中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào);2014年29期

6 周揚(yáng)忠;毛潔;;基于有效磁鏈概念的永磁同步電動(dòng)機(jī)新型定子磁鏈滑模觀測(cè)器[J];中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào);2013年12期

7 年珩;周義杰;李嘉文;;基于開(kāi)繞組結(jié)構(gòu)的永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)控制策略[J];電機(jī)與控制學(xué)報(bào);2013年04期

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9 劉穎;周波;馮瑛;趙承亮;;基于脈振高頻電流注入SPMSM低速無(wú)位置傳感器控制[J];電工技術(shù)學(xué)報(bào);2012年07期

10 王子輝;葉云岳;;反電勢(shì)算法的永磁同步電機(jī)無(wú)位置傳感器自啟動(dòng)過(guò)程[J];電機(jī)與控制學(xué)報(bào);2011年10期

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本文編號(hào)：2848194