本文關(guān)鍵詞：電動(dòng)汽車(chē)永磁同步電機(jī)控制方法研究與應(yīng)用

  更多相關(guān)文章： 電動(dòng)汽車(chē) 永磁同步電機(jī) 電機(jī)控制器 矢量控制

【摘要】：電動(dòng)汽車(chē)的電機(jī)控制系統(tǒng)要求具有轉(zhuǎn)矩控制精確、能量反饋高、需要克服車(chē)載惡劣環(huán)境等特性,驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制性能直接影響著整車(chē)的安全性、舒適性、快速性、動(dòng)力性和續(xù)航里程等性能。本文圍繞電動(dòng)汽車(chē)作為整車(chē)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)用的永磁同步電機(jī)(簡(jiǎn)寫(xiě)為PMSM)控制方法及策略進(jìn)行研究、改進(jìn)和系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)進(jìn)行闡述。本文首先作為電動(dòng)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)的電機(jī)性能要求,并介紹了5種常用電動(dòng)汽車(chē)城驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu),在此基礎(chǔ)上,分析了電動(dòng)汽車(chē)常用的4種驅(qū)動(dòng)電機(jī)本身性能及特點(diǎn),通過(guò)分析對(duì)比,最終選用PMSM電機(jī)作為本課題研究的驅(qū)動(dòng)電機(jī)。進(jìn)一步介紹PMSM基本結(jié)構(gòu)及工作原理和3種常用的控制方法,經(jīng)過(guò)對(duì)這3中方法分別分析、歸納進(jìn)而橫向?qū)Ρ?選擇空間矢量控制作為本課題PMSM控制方法。其次通過(guò)對(duì)PARK變換和CLARKE變換的分析,完成了PMSM在三種坐標(biāo)系下(A-B-C坐標(biāo)系、α-β坐標(biāo)系、d-q-0坐標(biāo)系)數(shù)學(xué)建模,在分析了各模型的應(yīng)用特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步優(yōu)化確定了一種針對(duì)電動(dòng)汽車(chē)性能需求的PMSM控制策略:基速以下,采用轉(zhuǎn)矩/電流最大控制;基速以上,采用弱磁控制。并在MATLAB/Simulik環(huán)境下建立了基于空間矢量控制和針對(duì)電動(dòng)汽車(chē)性能需求控制策略的PMSM仿真模型,通過(guò)仿真驗(yàn)證了所述控制策略的可行性。然后結(jié)合自己在河南速達(dá)電動(dòng)汽車(chē)科技有限公司實(shí)習(xí)期間,該公司所設(shè)計(jì)的某款新能源純電動(dòng)汽車(chē)整車(chē)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)性能指標(biāo)和電動(dòng)車(chē)輛驅(qū)動(dòng)電機(jī)選型原則及專家經(jīng)驗(yàn),以此確定了所需PMSM主要參數(shù)。接著對(duì)車(chē)用PMSM控制器需求進(jìn)行分析,從而完成該控制器的空間布局設(shè)計(jì)。在此基礎(chǔ)上,采用IGBT作為功率開(kāi)關(guān)器件,設(shè)計(jì)了以三相全控橋式逆變電路為主回路的控制器硬件系統(tǒng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)部分。在河南速達(dá)電動(dòng)汽車(chē)科技有限公司相關(guān)技術(shù)工作的基礎(chǔ)之上,并根據(jù)所選用電機(jī)的主要參數(shù),來(lái)確定主回路的關(guān)鍵參數(shù)和IGBT、電容等電力電子器件的選用。通過(guò)對(duì)主控芯片參數(shù)計(jì)算,選用以數(shù)字信號(hào)處理器TMS320F2812為核心的控制器硬件系統(tǒng)主控部分。從而確定其外圍電路、解碼電路等。并在Code Composer Studio集成開(kāi)發(fā)環(huán)境下,完成控制方法及策略的軟件程序。最后在河南速達(dá)電動(dòng)汽車(chē)科技有限公司的電動(dòng)汽車(chē)永磁同步電機(jī)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上對(duì)控制方法及策略進(jìn)行測(cè)試,通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果認(rèn)真客觀分析,表明本課題所采用電機(jī)控制策略可靠穩(wěn)定。同時(shí)也證明了所設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)電機(jī)控制器和控制軟件功能良好,該實(shí)驗(yàn)平臺(tái)能很好滿足電動(dòng)汽車(chē)PMSM系統(tǒng)的硬件測(cè)試和軟件開(kāi)發(fā)。由此可見(jiàn),本課題所設(shè)計(jì)的控制方法及其軟硬件系統(tǒng)能夠滿足PMSM作為電動(dòng)汽車(chē)綜合性能的需求。
【關(guān)鍵詞】：電動(dòng)汽車(chē) 永磁同步電機(jī) 電機(jī)控制器 矢量控制
【學(xué)位授予單位】：武漢工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM341;U469.72
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 第1章 文獻(xiàn)綜述12-30
• 1.1 背景及其意義12-13
• 1.2 電動(dòng)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)13-19
• 1.2.1 電動(dòng)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)性能要求13
• 1.2.2 電動(dòng)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)13-16
• 1.2.3 電動(dòng)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的選擇16-19
• 1.3 電動(dòng)汽車(chē)PMSM的控制方法策略19-28
• 1.3.1 PMSM的結(jié)構(gòu)19-20
• 1.3.2 PMSM的工作原理20-22
• 1.3.3 PMSM的控制方法與技術(shù)22-28
• 1.4 論文的主要工作28-29
• 1.5 本章小結(jié)29-30
• 第2章 車(chē)用PMSM控制策略研究30-48
• 2.1 PMSM的數(shù)學(xué)模型30-37
• 2.1.1 A-B-C坐標(biāo)系中PMSM的數(shù)學(xué)模型30-33
• 2.1.2 α-β 坐標(biāo)系中PMSM的數(shù)學(xué)模型33-34
• 2.1.3 d-q-0 坐標(biāo)系中PMSM的數(shù)學(xué)模型34-37
• 2.2 基于電動(dòng)汽車(chē)需求的控制策略37-45
• 2.2.1 基速以下的電磁轉(zhuǎn)矩/單位電流最大控制策略37-38
• 2.2.2 基速以上的弱磁控制策略38-45
• 2.3 PMSM控制系統(tǒng)的構(gòu)建45-46
• 2.4 本章小結(jié)46-48
• 第3章 系統(tǒng)的硬件實(shí)現(xiàn)48-66
• 3.1 驅(qū)動(dòng)電機(jī)參數(shù)的選擇48-51
• 3.1.1 驅(qū)動(dòng)電機(jī)額定功率的確定48-49
• 3.1.2 驅(qū)動(dòng)電機(jī)額定轉(zhuǎn)速的確定49
• 3.1.3 驅(qū)動(dòng)電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩的確定49-51
• 3.1.4 驅(qū)動(dòng)電機(jī)最大功率、最大轉(zhuǎn)速、最大轉(zhuǎn)矩的確定51
• 3.2 控制器硬件系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)51-53
• 3.2.1 車(chē)用PMSM控制器需求分析51-52
• 3.2.2 車(chē)用PMSM控制器空間布局52-53
• 3.3 控制器硬件系統(tǒng)主回路實(shí)現(xiàn)53-57
• 3.3.1 主回路關(guān)鍵參數(shù)的確定54-56
• 3.3.2 IGBT的驅(qū)動(dòng)和保護(hù)56-57
• 3.4 控制器硬件系統(tǒng)主控制電路設(shè)計(jì)57-65
• 3.4.1 主控芯片參數(shù)計(jì)算與選型58
• 3.4.2 數(shù)字信號(hào)處理器TMS320F2812及外圍電路58-60
• 3.4.3 轉(zhuǎn)子位置信號(hào)采集和AD2S1205解碼電路60-63
• 3.4.4 霍爾傳感器信號(hào)采集和處理電路63-65
• 3.5 本章小結(jié)65-66
• 第4章 控制系統(tǒng)的軟件實(shí)現(xiàn)66-72
• 4.1 控制系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)66-67
• 4.2 控制策略軟件程序?qū)崿F(xiàn)67-70
• 4.3 本章小結(jié)70-72
• 第5章 仿真與實(shí)驗(yàn)72-94
• 5.1 PMSM矢量控制仿真72-83
• 5.2 PMSM控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)83-90
• 5.2.1 PMSM控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)整體結(jié)構(gòu)83-85
• 5.2.2 PMSM控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)分系統(tǒng)85-88
• 5.2.3 軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境Labview與實(shí)驗(yàn)平臺(tái)軟件開(kāi)發(fā)88-90
• 5.3 實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析90-93
• 5.3.1 基速以下，最大轉(zhuǎn)矩/電流控制部分90-91
• 5.3.2 基速以上，，超前角弱磁恒功率控制部分91-93
• 5.4 本章小結(jié)93-94
• 第6章 結(jié)論與展望94-96
• 6.1 結(jié)論94
• 6.2 今后工作的展望94-96
• 參考文獻(xiàn)96-100
• 致謝100

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1 陳保進(jìn),朱q

本文編號(hào)：925659