發(fā)布時(shí)間：2018-01-17 00:14

  本文關(guān)鍵詞：混合勵(lì)磁軸向磁場(chǎng)磁通切換永磁電機(jī)控制系統(tǒng)研究　出處：《東南大學(xué)》2016年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：混合勵(lì)磁軸向磁場(chǎng)磁通切換永磁(Hybrid excited axial field flux-switching permanent magnet, HEAFFSPM)電機(jī)是一種新型的定子永磁型混合勵(lì)磁同步電機(jī)(Hybrid excited synchronous machine, HESM),實(shí)現(xiàn)了磁通切換理念和混合勵(lì)磁同步電機(jī)的有機(jī)結(jié)合,兼具軸向磁場(chǎng)磁通切換永磁(Axial field flux-switching permanent magnet, AFFSPM)電機(jī)和HESM的優(yōu)點(diǎn),軸向長度短、結(jié)構(gòu)簡單堅(jiān)固、功率／轉(zhuǎn)矩密度高、調(diào)磁范圍寬、散熱容易,在電動(dòng)汽車等要求寬恒功率調(diào)速領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。本文以一臺(tái)三相12/10極HEAFFSPM電機(jī)為對(duì)象,基于矢量控制和直接轉(zhuǎn)矩控制方法,深入研究該電機(jī)的靜態(tài)、動(dòng)態(tài)運(yùn)行性能和單位功率因數(shù)控制、最小銅耗控制、容錯(cuò)控制、最優(yōu)效率控制等高性能控制策略。本文的研究成果為HEAFFSPM電機(jī)在電動(dòng)汽車電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)等工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用提供了一定的理論和技術(shù)依據(jù)。論文主要研究內(nèi)容和成果包括以下幾個(gè)方面：1.介紹和總結(jié)本課題的研究背景、現(xiàn)狀及意義,闡述HEAFFSPM電機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和運(yùn)行原理,詳細(xì)分析反電勢(shì)、磁鏈、電感和齒槽轉(zhuǎn)矩等電磁特性。建立HEAFFSPM電機(jī)在三相靜止abc參考坐標(biāo)系、兩相靜止αβ參考坐標(biāo)系和兩相旋轉(zhuǎn)dq參考坐標(biāo)系中的數(shù)學(xué)模型�；贛ATLAB/Simulink,構(gòu)建HEAFFSPM電機(jī)的仿真模型,進(jìn)行仿真分析。2.根據(jù)HEAFFSPM電機(jī)的特點(diǎn),建立HEAFFSPM電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)�；谑噶靠刂品椒ㄖ衖d=0的電流矢量控制策略,研究電機(jī)的運(yùn)行性能。提出包括cosφ= 1控制、最小銅耗控制、弱磁和容錯(cuò)控制等幾種適用于HEAFFSPM電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的電流矢量控制策略,并與id=0控制特性進(jìn)行對(duì)比分析。對(duì)HEAFFSPM電機(jī)在整個(gè)速度運(yùn)行區(qū)間的運(yùn)行性能進(jìn)行仿真分析和實(shí)驗(yàn)研究,驗(yàn)證提出控制策略的有效性。3.提出一種HEAFFSPM電機(jī)最優(yōu)效率控制策略。構(gòu)建HEAFFSPM電機(jī)最優(yōu)效率控制系統(tǒng),研究采用最優(yōu)效率控制策略的HEAFFSPM電機(jī)的運(yùn)行性能�；贛ATLAB/Simulink和dSPACE1103進(jìn)行仿真分析和實(shí)驗(yàn)研究,驗(yàn)證提出控制策略的正確性和有效性。在此基礎(chǔ)上,采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化PI控制器,進(jìn)一步提高HEAFFSPM電機(jī)最優(yōu)效率控制性能。4.提出一種HEAFFSPM電機(jī)無位置傳感器直接轉(zhuǎn)矩控制方法,分析電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制性能�；诨Ｗ兘Y(jié)構(gòu)控制理論,設(shè)計(jì)一種滑模觀測(cè)器估測(cè)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)子位置�；贛ATLAB/Simulink,研究HEAFFSPM電機(jī)采用無位置傳感器直接轉(zhuǎn)矩控制方法的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)性能,驗(yàn)證提出控制方法的有效性,為無位置傳感器直接轉(zhuǎn)矩控制方法在HESM驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的應(yīng)用提供理論依據(jù)和技術(shù)基礎(chǔ)。5.研制基于dSPACE1103控制器的HEAFFSPM電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái),采用Altium Designer Summer 09設(shè)計(jì)包括主功率變換器、勵(lì)磁功率變換器和采樣保護(hù)等硬件電路,采用MATLAB/Simulink和(Real-Time Interface, RTI)設(shè)計(jì)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的軟件程序�；隍�(qū)動(dòng)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái),研究HEAFFSPM電機(jī)在整個(gè)速度運(yùn)行區(qū)間的運(yùn)行性能,驗(yàn)證提出的控制方法和控制策略的有效性,為HEAFFSPM電機(jī)進(jìn)一步深入研究和工業(yè)領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。
[Abstract]:This paper introduces and summarizes the research background , current situation and significance of HEAFFSPM motor in the field of electric drive system of electric automobile . The research results of this paper are as follows : 1 . To set up the control strategy of HEAFFSPM motor in the field of electric vehicle electric drive system . Based on MATLAB / Simulink , a sliding mode observer is designed to estimate the speed and rotor position of the motor . Based on MATLAB / Simulink , a sliding mode observer is designed to estimate the rotation speed and rotor position of the motor . Based on the experimental platform of the drive system , the effectiveness of the control method and control strategy proposed is studied .

【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM351;TP273

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本文編號(hào)：1435451