發(fā)布時間：2023-12-09 11:31

　　隨著能源危機和環(huán)境污染的日益凸顯,電動汽車作為有效解決方案受到越來越多的關(guān)注。電機及其驅(qū)動系統(tǒng)是電動汽車的關(guān)鍵部件,電機及其驅(qū)動系統(tǒng)的可靠和容錯性直接關(guān)系到駕乘人員的生命安全。轉(zhuǎn)子永磁型內(nèi)嵌式永磁電機因具有高功率密度、高效率和寬調(diào)速范圍的優(yōu)點,在電動汽車中得到了廣泛應(yīng)用。因此,提高轉(zhuǎn)子永磁型內(nèi)嵌式永磁電機及其驅(qū)動系統(tǒng)的容錯性能是電動汽車領(lǐng)域的研究熱點。本文基于無刷諧波勵磁技術(shù),提出了一種五相無刷混合勵磁容錯(brushless fault-tolerant hybrid-excitation,BFTHE)電機。通過多相設(shè)計,在“V型”永磁電機中引入單層集中繞組,采用隔齒繞制的方式,實現(xiàn)了各相繞組的相間隔離,提高了電機的容錯性能。通過氣隙磁場的有效調(diào)節(jié),滿足了電動汽車對驅(qū)動電機寬調(diào)速的要求。五相BFTHE電機只存在徑向磁場,無需電刷和和滑環(huán),解決了現(xiàn)有的轉(zhuǎn)子永磁型混合勵磁電機無法同時實現(xiàn)電機結(jié)構(gòu)簡單與無刷化的問題,提高了電機的可靠性,并具有較強的容錯性能,適合電動汽車的應(yīng)用。電機驅(qū)動系統(tǒng)除電機本體外,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系統(tǒng)的正常工作,甚至導(dǎo)致整個系...

【文章頁數(shù)】：160 頁

【學(xué)位級別】：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. 混合勵磁電機國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        §1.2.1. 定子永磁型混合勵磁電機
        §1.2.2. 轉(zhuǎn)子永磁型混合勵磁電機
        §1.2.3. 諧波勵磁型混合勵磁電機
    §1.3. 混合勵磁容錯電機國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    §1.4. 多相電機容錯控制策略研究現(xiàn)狀
        §1.4.1. 多相電機控制策略
        §1.4.2. 容錯控制策略
        §1.4.3. 無位置傳感器控制技術(shù)
    §1.5. 混合勵磁容錯電機驅(qū)動系統(tǒng)研究難點
    §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電機設(shè)計
    §2.1. 五相BFTHE電機結(jié)構(gòu)與運行原理
        §2.1.1. 五相BFTHE電機結(jié)構(gòu)
        §2.1.2. 五相BFTHE電機運行原理
    §2.2. 電機的功率與尺寸方程
    §2.3. 容錯設(shè)計
        §2.3.1. 極槽數(shù)的確定
        §2.3.2. 電樞繞組設(shè)計
        §2.3.3. 短路電流抑制設(shè)計
    §2.4. 永磁體設(shè)計
        §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
        §2.5.1. 不均勻氣隙設(shè)計
        §2.5.2. 不等齒寬設(shè)計
    §2.6. 諧波勵磁裝置設(shè)計
        §2.6.1. 勵磁繞組與諧波繞組結(jié)構(gòu)
        §2.6.2. 勵磁繞組匝數(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
    §2.7. 電機設(shè)計數(shù)據(jù)
    §2.8. 本章小結(jié)
第3章 五相BFTHE電機電磁特性分析及其試驗
    §3.1. 電磁特性分析
        §3.1.1 磁密和磁場分布
        §3.1.2. 空載反電勢
        §3.1.3. 轉(zhuǎn)矩特性
        §3.1.4. 磁場調(diào)節(jié)性能
        §3.1.5. 效率
        §3.1.6. 容錯性能
    §3.2. 試驗驗證
        §3.2.1. 空載反電勢測試
        §3.2.2. 齒槽轉(zhuǎn)矩測量
        §3.2.3. 磁場調(diào)節(jié)能力驗證
        §3.2.4. 效率測試
        §3.2.5. 容錯能力驗證
    §3.3. 本章小結(jié)
第4章 五相BFTHE電機建模及直接轉(zhuǎn)矩控制研究
    §4.1. 五相BFTHE電機的數(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電機直接轉(zhuǎn)矩控制
        §4.2.1. 基頻以下運行工況
        §4.2.2. 基頻以上運行工況
    §4.3. 基于MATLAB的五相BFTHE電機直接轉(zhuǎn)矩控制仿真
        §4.3.1. 基頻以下運行工況
        §4.3.2. 基頻以上運行工況
    §4.4. 實驗驗證
        §4.4.1. 基頻以下運行工況
        §4.4.2. 基頻以上運行工況
    §4.5. 本章小結(jié)
第5章 五相BFTHE電機缺相無擾運行與容錯控制研究
    §5.1. 五相BFTHE電機缺相無擾運行條件分析
    §5.2. 五相BFTHE電機缺相故障時容錯控制策略
        §5.2.1. 基于SVPWM的缺相運行容錯控制分析
        §5.2.2. 基于SVPWM的容錯直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)
    §5.3. 仿真和實驗
        §5.3.1. 仿真結(jié)果
        §5.3.2. 實驗結(jié)果
    §5.4. 本章小結(jié)
第6章 五相BFTHE電機無位置傳感器控制研究
    §6.1. 五相BFTHE電機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)速強魯棒性滑模觀測器
        §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驗研究
    §6.2. 五相BFTHE電機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驗研究
    §6.3. 五相BFTHE電機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驗研究
    §6.4. 本章小結(jié)
第7章 五相BFTHE電機驅(qū)動控制系統(tǒng)軟硬件設(shè)計
    §7.1. 五相BFTHE電機驅(qū)動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與硬件設(shè)計
        §7.1.1. 基于dSPACE的電機驅(qū)動系統(tǒng)的控制
        §7.1.2. dSPACE的結(jié)構(gòu)和特點
        §7.1.3. 主功率器件選擇
        §7.1.4. 隔離驅(qū)動電路
        §7.1.5. 電流電壓采樣電路
        §7.1.6. 位置信號處理
    §7.2. 五相BFTHE電機驅(qū)動系統(tǒng)軟件設(shè)計
    §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：3871487