本文關(guān)鍵詞：串聯(lián)式混合動力電動汽車發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計

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【摘要】：相較化石能源,電能以其清潔、方便、高效、可控等特點(diǎn)越來越受到人們的重視。由于技術(shù)相對成熟,節(jié)能和環(huán)保效果明顯,目前,混合動力電動汽車在各國優(yōu)惠政策的鼓勵下,已由小批量生產(chǎn)開始進(jìn)入快速增長階段。本論文以串聯(lián)式混合動力城市公交車的發(fā)電系統(tǒng)作為研究對象,以永磁同步發(fā)電機(jī)的雙閉環(huán)SVPWM控制模型作為研究基礎(chǔ),以30KW永磁同步發(fā)電機(jī)整流實(shí)驗(yàn)平臺的設(shè)計開發(fā)過程為實(shí)例,對內(nèi)置式永磁同步發(fā)電機(jī)(IPMSG)PWM整流器控制策略進(jìn)行了研究和驗(yàn)證。主要包括：首先,介紹了IPMSG的數(shù)學(xué)模型,對發(fā)電機(jī)基于轉(zhuǎn)子磁鏈定向的SVPWM控制系統(tǒng)進(jìn)行了深入分析。搭建了IPMSG-PWM單位功率因數(shù)控制框圖和仿真模型,并在此基礎(chǔ)上,對雙閉環(huán)矢量控制策略中的PI控制器參數(shù)進(jìn)行了設(shè)計。通過350kW永磁同步發(fā)電機(jī)PWM整流實(shí)驗(yàn)對單位功率因數(shù)雙閉環(huán)矢量控制進(jìn)行了驗(yàn)證。其次,基于發(fā)電機(jī)PWM整流單位功率因數(shù)控制策略的局限性,以及發(fā)電機(jī)通過增加定子電感削弱電流諧波后所出現(xiàn)的輸出端電壓太高的問題,提出了d軸電壓閉環(huán)的弱磁控制策略,通過增加d軸弱磁電流削弱交軸電樞反應(yīng)從而達(dá)到降壓整流的目的。并對額定狀態(tài)下PWM整流器仿真和實(shí)驗(yàn)分析,對比單位功率因數(shù)控制下的波形,驗(yàn)證了弱磁控制方法的正確性和可行性。同時,對發(fā)電機(jī)整流系統(tǒng)中的弱磁控制作了優(yōu)化,提出了超前磁鏈角弱磁控制在IPMSG-PWM整流系統(tǒng)中的應(yīng)用,對其實(shí)現(xiàn)方法做了詳細(xì)論述,并通過仿真和實(shí)驗(yàn),在對比了兩種弱磁控制策略的波形后,驗(yàn)證了超前磁鏈角弱磁控制在發(fā)電機(jī)整流系統(tǒng)中的有效性和優(yōu)勢。最后,以30KW永磁同步發(fā)電機(jī)整流系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺的設(shè)計開發(fā)經(jīng)歷為基礎(chǔ),從硬件選型、電路設(shè)計、軟件系統(tǒng)等各個方面對發(fā)電機(jī)整流系統(tǒng)進(jìn)行了分析,并通過實(shí)驗(yàn)波形驗(yàn)證了前述理論的正確性。
【關(guān)鍵詞】：串聯(lián)式混合動力城市公交車 內(nèi)置式永磁同步發(fā)電機(jī) 發(fā)電機(jī)整流弱磁控制 整流系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U469.7
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-13
• 第1章 緒論13-20
• 1.1 課題背景13-14
• 1.1.1 國內(nèi)外電動汽車發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢13-14
• 1.2 混合動力電驅(qū)動系構(gòu)造比較14-16
• 1.3 車用發(fā)電機(jī)及其整流控制系統(tǒng)的發(fā)展16-17
• 1.4 本文研究內(nèi)容17-18
• 1.4.1 混合動力城市公交車傳動系統(tǒng)需求分析17
• 1.4.2 串聯(lián)式結(jié)構(gòu)發(fā)電系統(tǒng)17-18
• 1.4.3 發(fā)電系統(tǒng)控制策略18
• 1.5 論文結(jié)構(gòu)安排18-19
• 1.6 課題來源19-20
• 第2章 內(nèi)置式永磁同步發(fā)電機(jī)矢量控制20-35
• 2.0 前言20
• 2.1 IPMSG的數(shù)學(xué)模型20-25
• 2.1.1 凸極式永磁同步發(fā)電機(jī)等效物理模型20-21
• 2.1.2 三相靜止坐標(biāo)系下的IPMSG數(shù)學(xué)模型21-22
• 2.1.3 兩相靜止坐標(biāo)系下的IPMSG數(shù)學(xué)模型22-23
• 2.1.4 dq同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的IPMSG數(shù)學(xué)模型23-25
• 2.2 基于轉(zhuǎn)子磁場定向的雙閉環(huán)電壓空間矢量控制系統(tǒng)及仿真25-34
• 2.2.1 IPMSG的電壓空間矢量控制25-26
• 2.2.2 雙閉環(huán)控制系統(tǒng)及其PI控制器設(shè)計26-30
• 2.2.3 IPMSG仿真及雙閉環(huán)控制系統(tǒng)穩(wěn)定性分析30-34
• 2.3 本章小結(jié)34-35
• 第3章 發(fā)電機(jī)整流系統(tǒng)中弱磁控制原因及原理35-48
• 3.1 前言35-36
• 3.2 發(fā)電機(jī)弱磁原因分析36-40
• 3.3 d軸弱磁電壓環(huán)控制原理40-42
• 3.3.1 弱磁控制原理40-41
• 3.3.2 d軸弱磁電壓環(huán)控制框圖設(shè)計41-42
• 3.4 d軸弱磁電壓環(huán)控制仿真研究42-45
• 3.5 實(shí)驗(yàn)分析45-46
• 3.6 本章小結(jié)46-48
• 第4章 超前磁鏈角弱磁在IPMSG中的應(yīng)用48-56
• 4.1 前言48
• 4.2 超前磁鏈角弱磁控制原理48-51
• 4.2.1 超前角弱磁制理論48-49
• 4.2.2 超前磁鏈角弱磁原理框圖設(shè)計49-51
• 4.3 超前磁鏈角弱磁控制仿真研究51-55
• 4.4 本章小結(jié)55-56
• 第5章 IPMSG-PWM整流系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計56-70
• 5.1 前言56
• 5.2 30KW永磁同步發(fā)電機(jī)整流系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺構(gòu)成56-58
• 5.3 整流器硬件選型58-61
• 5.3.1 主電路參數(shù)58
• 5.3.2 IPM的選型58
• 5.3.3 電容參數(shù)計算及選型58-59
• 5.3.4 電流傳感器計算及選型59-60
• 5.3.5 電壓傳感器計算及選型60-61
• 5.4 控制電路硬件與軟件設(shè)計61-66
• 5.4.1 IPMSG-PWM發(fā)電整流系統(tǒng)硬件設(shè)計61-63
• 5.4.2 IPMSG-PWM發(fā)電整流系統(tǒng)軟件設(shè)計63-66
• 5.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及其分析66-69
• 5.5.1 穩(wěn)態(tài)實(shí)驗(yàn)分析67-68
• 5.5.2 動態(tài)實(shí)驗(yàn)分析68-69
• 5.6 本章小結(jié)69-70
• 結(jié)論70-72
• 參考文獻(xiàn)72-76
• 致謝76-77
• 附錄A 攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄77-78
• 附錄B 攻讀學(xué)位期間參與的科研項目78

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本文編號：652143