隨著能源危機(jī)和環(huán)境污染的日益凸顯,電動(dòng)汽車作為有效解決方案受到越來越多的關(guān)注。電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是電動(dòng)汽車的關(guān)鍵部件,電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的可靠和容錯(cuò)性直接關(guān)系到駕乘人員的生命安全。轉(zhuǎn)子永磁型內(nèi)嵌式永磁電機(jī)因具有高功率密度、高效率和寬調(diào)速范圍的優(yōu)點(diǎn),在電動(dòng)汽車中得到了廣泛應(yīng)用。因此,提高轉(zhuǎn)子永磁型內(nèi)嵌式永磁電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的容錯(cuò)性能是電動(dòng)汽車領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。本文基于無刷諧波勵(lì)磁技術(shù),提出了一種五相無刷混合勵(lì)磁容錯(cuò)(brushless fault-tolerant hybrid-excitation,BFTHE)電機(jī)。通過多相設(shè)計(jì),在“V型”永磁電機(jī)中引入單層集中繞組,采用隔齒繞制的方式,實(shí)現(xiàn)了各相繞組的相間隔離,提高了電機(jī)的容錯(cuò)性能。通過氣隙磁場(chǎng)的有效調(diào)節(jié),滿足了電動(dòng)汽車對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)寬調(diào)速的要求。五相BFTHE電機(jī)只存在徑向磁場(chǎng),無需電刷和和滑環(huán),解決了現(xiàn)有的轉(zhuǎn)子永磁型混合勵(lì)磁電機(jī)無法同時(shí)實(shí)現(xiàn)電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單與無刷化的問題,提高了電機(jī)的可靠性,并具有較強(qiáng)的容錯(cuò)性能,適合電動(dòng)汽車的應(yīng)用。電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)除電機(jī)本體外,控制器和傳感器也是重要組成部分,每一部分的故障都將影響電機(jī)系統(tǒng)的正常工作,甚至導(dǎo)致整個(gè)系...

【文章頁數(shù)】：160 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    §1.1. 課題研究背景及意義
    §1.2. 混合勵(lì)磁電機(jī)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        §1.2.1. 定子永磁型混合勵(lì)磁電機(jī)
        §1.2.2. 轉(zhuǎn)子永磁型混合勵(lì)磁電機(jī)
        §1.2.3. 諧波勵(lì)磁型混合勵(lì)磁電機(jī)
    §1.3. 混合勵(lì)磁容錯(cuò)電機(jī)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    §1.4. 多相電機(jī)容錯(cuò)控制策略研究現(xiàn)狀
        §1.4.1. 多相電機(jī)控制策略
        §1.4.2. 容錯(cuò)控制策略
        §1.4.3. 無位置傳感器控制技術(shù)
    §1.5. 混合勵(lì)磁容錯(cuò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)研究難點(diǎn)
    §1.6. 本課題研究主要內(nèi)容和論文結(jié)構(gòu)
        §1.6.1. 課題研究主要內(nèi)容
        §1.6.2. 論文結(jié)構(gòu)
第2章 五相BFTHE電機(jī)設(shè)計(jì)
    §2.1. 五相BFTHE電機(jī)結(jié)構(gòu)與運(yùn)行原理
        §2.1.1. 五相BFTHE電機(jī)結(jié)構(gòu)
        §2.1.2. 五相BFTHE電機(jī)運(yùn)行原理
    §2.2. 電機(jī)的功率與尺寸方程
    §2.3. 容錯(cuò)設(shè)計(jì)
        §2.3.1. 極槽數(shù)的確定
        §2.3.2. 電樞繞組設(shè)計(jì)
        §2.3.3. 短路電流抑制設(shè)計(jì)
    §2.4. 永磁體設(shè)計(jì)
        §2.4.1. 永磁體材料的選擇
        §2.4.2. 永磁體結(jié)構(gòu)的確定
        §2.4.3. 永磁體尺寸選取
    §2.5. 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)
        §2.5.1. 不均勻氣隙設(shè)計(jì)
        §2.5.2. 不等齒寬設(shè)計(jì)
    §2.6. 諧波勵(lì)磁裝置設(shè)計(jì)
        §2.6.1. 勵(lì)磁繞組與諧波繞組結(jié)構(gòu)
        §2.6.2. 勵(lì)磁繞組匝數(shù)的選取
        §2.6.3. 諧波繞組匝數(shù)的選取
        §2.6.4. 整流器設(shè)計(jì)
    §2.7. 電機(jī)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)
    §2.8. 本章小結(jié)
第3章 五相BFTHE電機(jī)電磁特性分析及其試驗(yàn)
    §3.1. 電磁特性分析
        §3.1.1 磁密和磁場(chǎng)分布
        §3.1.2. 空載反電勢(shì)
        §3.1.3. 轉(zhuǎn)矩特性
        §3.1.4. 磁場(chǎng)調(diào)節(jié)性能
        §3.1.5. 效率
        §3.1.6. 容錯(cuò)性能
    §3.2. 試驗(yàn)驗(yàn)證
        §3.2.1. 空載反電勢(shì)測(cè)試
        §3.2.2. 齒槽轉(zhuǎn)矩測(cè)量
        §3.2.3. 磁場(chǎng)調(diào)節(jié)能力驗(yàn)證
        §3.2.4. 效率測(cè)試
        §3.2.5. 容錯(cuò)能力驗(yàn)證
    §3.3. 本章小結(jié)
第4章 五相BFTHE電機(jī)建模及直接轉(zhuǎn)矩控制研究
    §4.1. 五相BFTHE電機(jī)的數(shù)學(xué)模型
        §4.1.1. 靜止坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型
        §4.1.2. 同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型
    §4.2. 五相BFTHE電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制
        §4.2.1. 基頻以下運(yùn)行工況
        §4.2.2. 基頻以上運(yùn)行工況
    §4.3. 基于MATLAB的五相BFTHE電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制仿真
        §4.3.1. 基頻以下運(yùn)行工況
        §4.3.2. 基頻以上運(yùn)行工況
    §4.4. 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
        §4.4.1. 基頻以下運(yùn)行工況
        §4.4.2. 基頻以上運(yùn)行工況
    §4.5. 本章小結(jié)
第5章 五相BFTHE電機(jī)缺相無擾運(yùn)行與容錯(cuò)控制研究
    §5.1. 五相BFTHE電機(jī)缺相無擾運(yùn)行條件分析
    §5.2. 五相BFTHE電機(jī)缺相故障時(shí)容錯(cuò)控制策略
        §5.2.1. 基于SVPWM的缺相運(yùn)行容錯(cuò)控制分析
        §5.2.2. 基于SVPWM的容錯(cuò)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)
    §5.3. 仿真和實(shí)驗(yàn)
        §5.3.1. 仿真結(jié)果
        §5.3.2. 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
    §5.4. 本章小結(jié)
第6章 五相BFTHE電機(jī)無位置傳感器控制研究
    §6.1. 五相BFTHE電機(jī)中高速無位置傳感器控制
        §6.1.1. 滑模變結(jié)構(gòu)控制
        §6.1.2. 寬轉(zhuǎn)速?gòu)?qiáng)魯棒性滑模觀測(cè)器
        §6.1.3. 中高速無位置傳感器控制仿真研究
        §6.1.4. 中高速無位置傳感器控制實(shí)驗(yàn)研究
    §6.2. 五相BFTHE電機(jī)零低速無位置傳感器控制
        §6.2.1. 脈沖轉(zhuǎn)矩注入法
        §6.2.2. 零低速無位置傳感器控制仿真研究
        §6.2.3. 零低速無位置傳感器控制實(shí)驗(yàn)研究
    §6.3. 五相BFTHE電機(jī)全速無位置傳感器控制
        §6.3.1. 基于脈沖轉(zhuǎn)矩注入和滑模觀測(cè)器的無位置傳感器復(fù)合控制技術(shù)
        §6.3.2. 全速無位置傳感器控制仿真研究
        §6.3.3. 全速無位置傳感器控制實(shí)驗(yàn)研究
    §6.4. 本章小結(jié)
第7章 五相BFTHE電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)
    §7.1. 五相BFTHE電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與硬件設(shè)計(jì)
        §7.1.1. 基于dSPACE的電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的控制
        §7.1.2. dSPACE的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)
        §7.1.3. 主功率器件選擇
        §7.1.4. 隔離驅(qū)動(dòng)電路
        §7.1.5. 電流電壓采樣電路
        §7.1.6. 位置信號(hào)處理
    §7.2. 五相BFTHE電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
    §7.3. 本章小結(jié)
第8章 總結(jié)與展望
    §8.1. 全文總結(jié)
    §8.2. 課題展望
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)成果
致謝



本文編號(hào)：3871487