本文關鍵詞：車用永磁同步電機驅動控制系統(tǒng)研究與設計

  更多相關文章： 電動汽車 驅動控制器 永磁同步電機 矢量控制

【摘要】：由于國內經濟的繁榮,給人們的生活方式帶來了巨大的改變,中國內燃機車的年增長量呈現(xiàn)出每年增加的態(tài)勢,如今中國已躋身汽車使用大國行列。汽車在為人們生活增添了許多便捷和樂趣,但它對地球生態(tài)環(huán)境的破壞問題亟待解決,能源緊缺和尾氣排放已成為人們必須要面對的難題。不消耗不可再生自然資源、不排放尾氣的電動汽車越來越為人們所青睞�，F(xiàn)在我國電動汽車開發(fā)還處于起步階段,車用電池的開發(fā)和車用電機驅動系統(tǒng)的開發(fā)為當前學術界所關注。本課題將對車用永磁同步電機的驅動系統(tǒng)進行研究與設計。為了更好的實現(xiàn)電動汽車用電機驅動系統(tǒng)的研究,本文將分析電動汽車的行使環(huán)境和行駛過程中的功率傳遞,結合電動汽車的數(shù)學模型,確定了整車所需的性能指標,進而確定了所需永磁同步電機的參數(shù)。針對PMSM數(shù)學模型,制定了矢量控制和0di?結合的控制方法。本文對矢量控制的基本原理進行了詳細的分析,傳統(tǒng)電壓空間矢量調制算法先要經過扇區(qū)計算,再進行復雜的三角函數(shù)、無理數(shù)計算,使實時控制精度受到了很大影響,針對此問題本文提出了一種基于三矢量合成的無扇區(qū)劃分調制算法,通過對兩相靜止坐標中的空間矢量的兩軸分量進行合成,消除了扇區(qū)計算、三角函數(shù)計算,與傳統(tǒng)調制方法相比,更易于DSP編程,有效提高了控制的快速性。根據所選擇的控制策略,本文搭建了雙閉環(huán)結構的永磁同步電機硬件系統(tǒng),以IPM作為電機功率驅動模塊,并根據IPM的性能和參數(shù)設計了轉接驅動電路;以英飛凌32位DSP為核心設計了控制器主板,包括DC-DC供電系統(tǒng)、基于CPLD的硬件保護單元、采樣單元、轉子角位置和速度監(jiān)測單元和CAN通訊單元。最后針對硬件平臺,使用TC1782獨有的通用定時器陣列模塊完成了電壓空間矢量算法,為控制器設計了主程序和中斷程序等。經過調試分析,控制器可以輸出正確的SVPWM波形,驗證了本文所提出的控制算法的正確性,滿足電動汽車用驅動技術的要求。
【關鍵詞】：電動汽車 驅動控制器 永磁同步電機 矢量控制
【學位授予單位】：天津理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：U469.72;TM341
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-14
• 1.1 研究背景和意義10-11
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 國內研究現(xiàn)狀12
• 1.3 本課題主要工作12-14
• 第二章 車用永磁同步電機驅動控制系統(tǒng)分析14-27
• 2.1 電動汽車運行狀態(tài)分析14-19
• 2.1.1 電動汽車運行時的作用力分析14-16
• 2.1.2 電動汽車運行時的工況分析16-18
• 2.1.3 電動汽車運行時的功率轉換分析18-19
• 2.2 電動車用永磁同步電機驅動控制系統(tǒng)分析19-22
• 2.3 永磁同步電機的數(shù)學模型22-25
• 2.4 永磁同步電機矢量控制策略選擇25
• 2.5 本章小結25-27
• 第三章 無扇區(qū)劃分電壓空間矢量簡化算法27-36
• 3.1 傳統(tǒng)電壓空間矢量控制算法的基本原理27-32
• 3.1.1 磁鏈圓的控制轉化27-29
• 3.1.2 正六邊形旋轉磁鏈軌跡29-31
• 3.1.3 近似圓形的旋轉磁場的實現(xiàn)31
• 3.1.4 扇區(qū)號的確定和作用時間的計算31-32
• 3.2 無扇區(qū)劃分SVPWM算法32-35
• 3.2.1 基本矢量與Va和Vb矢量的關系32-33
• 3.2.2 選擇合適的非零矢量33
• 3.2.3 計算非零矢量的作用時間33-35
• 3.3 本章小結35-36
• 第四章 車用永磁同步電機驅動系統(tǒng)硬件設計36-53
• 4.1 系統(tǒng)整體結構及控制器主板結構概述36-37
• 4.2 主控芯片選型和PWM輸出電路設計37-39
• 4.2.1 TC1782 的特點和在汽車控制系統(tǒng)中的應用37-38
• 4.2.2 PWM輸出電路的設計38-39
• 4.3 控制器DC-DC電源系統(tǒng)設計39-46
• 4.3.1 控制器電源需求和設計標準39-40
• 4.3.2 電源拓撲結構選擇40-41
• 4.3.3 反激式變壓器設計41-43
• 4.3.4 隔離電源反饋環(huán)路設計43-46
• 4.4 采樣及硬件保護電路設計46-50
• 4.4.1 采樣電路46-48
• 4.4.2 硬件保護電流設計48-50
• 4.5 CAN通訊電路設計50-51
• 4.6 旋變解碼電路設計51-52
• 4.7 本章小結52-53
• 第五章 控制器軟件設計和調試53-60
• 5.1 TC1782 的PWM信號生成模塊53-54
• 5.2 電機驅動系統(tǒng)軟件設計54-58
• 5.2.1 主程序結構設計54-56
• 5.2.2 DMA傳送完成中斷子程序設計56-58
• 5.3 實驗驗證58-59
• 5.4 本章小結59-60
• 第六章 總結與展望60-61
• 6.1 總結60
• 6.2 展望60-61
• 參考文獻61-65
• 發(fā)表論文和科研情況說明65-66
• 致謝66-67

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據庫 前1條

1 許家群,朱建光,邢偉,唐任遠;電動汽車驅動用永磁同步電動機系統(tǒng)效率優(yōu)化控制研究[J];電工技術學報;2004年07期

中國博士學位論文全文數(shù)據庫 前1條

1 朱曉琳;基于神經網絡的感應電機矢量控制系統(tǒng)研究[D];華中科技大學;2007年

中國碩士學位論文全文數(shù)據庫 前3條

1 肖春燕;電壓空間矢量脈寬調制技術的研究及其實現(xiàn)[D];南昌大學;2005年

2 梁歡迎;本質安全型單端反激變換器的分析與設計[D];西安科技大學;2008年

3 羅豪;異步電機矢量控制系統(tǒng)設計及其PI控制器參數(shù)優(yōu)化研究[D];湖南大學;2009年

，

本文編號：534196