電機驅(qū)動系統(tǒng)作為電動汽車的動力核心,極大地影響整車的動力性和可靠性。車載環(huán)境較為復雜,對電機驅(qū)動系統(tǒng)的可靠性要求很高。本文依托某電動整車項目,設計與之匹配的電機驅(qū)動系統(tǒng),并對該系統(tǒng)進行可靠性分析和研究,針對可靠性關鍵特性和軟硬件進行了優(yōu)化設計。本文的主要研究工作如下:首先,本文建立永磁同步電機的數(shù)學模型,對永磁同步電機的控制方法進行比較分析,對矢量控制和脈寬調(diào)制技術進行研究學習。針對電機驅(qū)動系統(tǒng)可靠性的研究需求,對可靠性指標和分析方法進行研究。依據(jù)項目電動汽車的系統(tǒng)要求,對電機驅(qū)動系統(tǒng)的動力參數(shù)進行匹配。其次,本文完成電機驅(qū)動系統(tǒng)的軟硬件設計。依據(jù)電機驅(qū)動系統(tǒng)的基本原理,完成整個系統(tǒng)硬件的原理框圖設計,并基于TMS320F28035分模塊完成主控制單元、檢測電路、逆變器與驅(qū)動、通信單元以及輔助電源模塊的元器件選型和電路設計;基于矢量控制方法基本原理,完成磁場定向控制算法、空間矢量脈寬調(diào)制和A/D中斷的程序設計。然后,本文對電機驅(qū)動系統(tǒng)的可靠性進行研究分析。采用FMEA和FTA分析相結(jié)合,建立了各模塊的故障樹以及元件失效表格,完成電機驅(qū)動系統(tǒng)可靠性的定性分析;采用應力分析法,結(jié)合元件可靠... 

【文章來源】：武漢理工大學湖北省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：88 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

中國新能源汽車產(chǎn)量規(guī)劃

13智能控制主要是從控制精度和性能方面考慮的控制策略，多采用模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡控制和傳統(tǒng)電機控制策略相結(jié)合，應用于同步電機。電機驅(qū)動系統(tǒng)中，智能控制處于多環(huán)控制結(jié)構(gòu)中的最外環(huán)，一般充當速度控制器，其他的內(nèi)環(huán)控制仍然采用傳統(tǒng)的控制方法，速度環(huán)是影響電機驅(qū)動系統(tǒng)性能的根本因素，外環(huán)采用智能控制有利于抑制內(nèi)環(huán)控制因為擾動帶來的誤差。采用矢量控制的電機，轉(zhuǎn)矩相對平穩(wěn)、波動較小，有較寬的調(diào)速范圍，可穩(wěn)定運行在較低轉(zhuǎn)速，在啟動和爬坡的過程中，有較高的過載轉(zhuǎn)矩，可以提高電動汽車動力性和可靠性，從而提高整車的性能[43]。相比于矢量控制，直接轉(zhuǎn)矩控制在轉(zhuǎn)矩響應和動態(tài)性能方面更加優(yōu)秀，但是直接轉(zhuǎn)矩控制轉(zhuǎn)矩不夠平穩(wěn)，特別是電動汽車在低速行駛狀態(tài)下，直接轉(zhuǎn)矩控制的驅(qū)動電機十分不穩(wěn)定，所以電機驅(qū)動領域，傳統(tǒng)的直接轉(zhuǎn)矩控制運用較少，目前國內(nèi)電動汽車上永磁同步電機驅(qū)動系統(tǒng)多采用矢量控制[44]。永磁同步電機的矢量控制方法主要有：=0di的控制，最大轉(zhuǎn)矩控制/電流控制、弱磁控制和最大輸出功率控制等[45]。本文采用=0di矢量控制，原理如圖2-1所示，主要由電流檢測模塊、轉(zhuǎn)子位置和速度檢測模塊、PID控制模塊、坐標變換模塊以及SVPWM生成模塊組成。圖2-1永磁同步電機矢量控制原理圖永磁同步電機的電壓和電磁轉(zhuǎn)矩方程，可以反映電機驅(qū)動系統(tǒng)的控制性能。磁轉(zhuǎn)矩方程作為轉(zhuǎn)子速度的函數(shù)方程，電磁場隨轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)過程中，也會隨時間變化。該電磁場是有三相電流合成的，并根據(jù)各項電流的變化，該電磁場進行旋轉(zhuǎn)。但是，每相相電流產(chǎn)生的磁場方向與其它相電流產(chǎn)生的并不相交，不便于分析計算，通常采用Clark變換，將相電流三相轉(zhuǎn)換到兩相系統(tǒng)中，目前矢量控制常用

14的坐標變換還有Park變換[46]。圖2-2Clark變換Clark變換如圖2-2所示，將相電流從坐標系變換到靜止的αβ的坐標系中，這樣就變成正交的兩相矢量，根據(jù)上圖所示，之間有120°的夾角，可以得出Clark變換的表達式為：0111222330322111222αβ=ABCIIIIII（2-16）圖2-3Park變換

【參考文獻】：
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本文編號：3147135