隨著全球汽車電動化進程快速推進,電動車必然成為未來交通工具的重要成員之一。電機驅(qū)動系統(tǒng)作為電動車中最為核心的零部件,其性能優(yōu)劣將決定整個車輛的行駛品質(zhì)。電機驅(qū)動系統(tǒng)主要包括電機和逆變器兩部分,雖然近幾年我國在這兩個領(lǐng)域都取得了長足的進步,但與國際巨頭相比仍有不少差距,主要體現(xiàn)在細節(jié)控制和特殊極限工況的處理上。本文依托于國家科技部重大儀器專項,選擇我國有著稀土資源優(yōu)勢的永磁同步電機作為研究對象,立足于優(yōu)化永磁同步電機控制策略,將矢量控制分解為目標轉(zhuǎn)矩到目標電流過程、目標電流到目標電壓過程、目標電壓到功率器件開關(guān)過程,并提出了詳細的優(yōu)化方案。另外,針對永磁同步電機兩個特有故障進行分析,并給出了故障預(yù)防及處理方案。在將目標轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)化成目標電流方面,本文提出了基于轉(zhuǎn)矩-轉(zhuǎn)速-電流MAP進行目標電流分配的矢量控制策略,其核心是把電機能夠運行到的區(qū)域通過測功臺架離線標定好數(shù)據(jù),取代傳統(tǒng)矢量控制中的電流分配和反饋弱磁調(diào)節(jié)。首先,論文由電機數(shù)學(xué)模型推導(dǎo)出最大電流轉(zhuǎn)矩比和最大電壓轉(zhuǎn)矩比曲線,利用這兩條曲線和電流限制條件求解出轉(zhuǎn)矩-轉(zhuǎn)速-電流MAP控制區(qū)域,利用轉(zhuǎn)矩方程和電壓轉(zhuǎn)速極限橢圓求解出MAP區(qū)域內(nèi)的...

【文章頁數(shù)】：179 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
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意義
    1.2 電動車動力驅(qū)動系統(tǒng)發(fā)展狀況
        1.2.1 電機發(fā)展狀況
        1.2.2 逆變器發(fā)展狀況
    1.3 逆變器優(yōu)化控制關(guān)鍵技術(shù)
        1.3.1 弱磁算法研究
        1.3.2 加速電流響應(yīng)研究
        1.3.3 提高電壓利用率研究
        1.3.4 無位置傳感器控制研究
        1.3.5 轉(zhuǎn)子永磁體防退磁研究
    1.4 論文主要研究內(nèi)容
第2章 基于轉(zhuǎn)矩-轉(zhuǎn)速-電流MAP的IPMSM矢量控制策略
    2.1 IPMSM傳統(tǒng)矢量控制
        2.1.1 坐標變換基本原理
        2.1.2 電機系統(tǒng)運行約束條件
        2.1.3 基本控制策略
    2.2 全域MAP控制理論分析
        2.2.1 全域MAP控制區(qū)域分析
        2.2.2 全域MAP控制區(qū)域數(shù)據(jù)求解
        2.2.3 電壓變化修正
    2.3 電機參數(shù)變化及其對MAP數(shù)據(jù)的影響
        2.3.1 q軸電感變化趨勢及其對MAP數(shù)據(jù)的影響
        2.3.2 d軸電感變化趨勢及其對MAP數(shù)據(jù)的影響
        2.3.3 轉(zhuǎn)子永磁體磁鏈變化趨勢及其對MAP數(shù)據(jù)的影響
    2.4 全域MAP的工程標定方法
        2.4.1 恒溫恒壓MAP數(shù)據(jù)標定方法
        2.4.2 電機溫度變化修正
        2.4.3 動態(tài)響應(yīng)優(yōu)化
    2.5 仿真對比分析
    2.6 本章小結(jié)
第3章 IPMSM矢量控制轉(zhuǎn)矩響應(yīng)速度優(yōu)化控制策略
    3.1 電流解耦控制研究
        3.1.1 d-q軸電流PI控制參數(shù)整定
        3.1.2 d-q軸電流PI控制耦合分析
        3.1.3 前饋解耦在IPMSM矢量控制中的應(yīng)用
        3.1.4 內(nèi)模解耦在IPMSM矢量控制中的應(yīng)用
        3.1.5 電感變化對d-q軸電流解耦控制影響分析
        3.1.6 電流控制抗飽和處理
    3.2 SVPWM過調(diào)制
        3.2.1 SVPWM基本原理
        3.2.2 SVPWM過調(diào)制技術(shù)
        3.2.3 SVPWM過調(diào)制諧波影響分析
        3.2.4 基于變帶寬濾波器的電流控制
    3.3 仿真對比分析
        3.3.1 d-q軸電流內(nèi)模解耦控制仿真對比分析
        3.3.2 SVPWM過調(diào)制仿真對比分析
    3.4 本章小結(jié)
第4章 IPMSM旋轉(zhuǎn)變壓器失效保護策略
    4.1 IPMSM無位置傳感器控制算法分析
    4.2 基于反電動勢觀測器的轉(zhuǎn)子位置估算研究
        4.2.1 觀測器傳遞函數(shù)推導(dǎo)
        4.2.2 基于鎖相環(huán)技術(shù)的轉(zhuǎn)子角度估算研究
        4.2.3 電機參數(shù)變化對觀測器的影響及處理
    4.3 旋變失效瞬間處理措施
    4.4 仿真對比分析
    4.5 本章小結(jié)
第5章 IPMSM轉(zhuǎn)子永磁體預(yù)防退磁控制策略
    5.1 IPMSM永磁體性能分析
        5.1.1 磁性材料分析
        5.1.2 退磁因素分析
    5.2 基于永磁體溫度估算的退磁預(yù)防策略
        5.2.1 永磁體溫度估算模型
        5.2.2 預(yù)防退磁控制策略
    5.3 本章小結(jié)
第6章 控制策略驗證及分析
    6.1 逆變器設(shè)計分析
        6.1.1 硬件設(shè)計
        6.1.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計
        6.1.3 軟件設(shè)計
    6.2 控制策略測功臺架驗證及分析
        6.2.1 測試系統(tǒng)介紹
        6.2.2 電機效率MAP測試
        6.2.3 電機輸出轉(zhuǎn)矩溫度穩(wěn)定性測試
        6.2.4 電機輸出轉(zhuǎn)矩階躍響應(yīng)測試
        6.2.5 電機輸出最大n-T曲線測試
        6.2.6 轉(zhuǎn)子永磁體溫度估算測試
    6.3 控制策略整車驗證及分析
        6.3.1 續(xù)航里程測試
        6.3.2 80 km/h加速測試
        6.3.3 旋變失效保護測試
    6.4 本章小節(jié)
第7章 全文總結(jié)與展望
    7.1 全文總結(jié)
    7.2 論文創(chuàng)新點
    7.3 研究展望
參考文獻
作者簡介及在學(xué)期間所取得的科研成果
致謝



本文編號：3857854