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电动汽车用异步电机弱磁控制研究
| 论文题名： | 电动汽车用异步电机弱磁控制研究 |
| 关键词： | 电动汽车;异步电机;弱磁控制;SVPWM矢量;电磁转矩;仿真模型 |
| 摘要： | 随着现代社会的发展,汽车在人们的生活中越来越普遍,但与此同时带来的是巨大的石油消耗,据估计2020年交通用油将占到全球石油总消耗量的62％以上。纯电动汽车作为一种清洁能源汽车有效地解决了上述矛盾,正受到全球各国的广泛关注。 本文首先介绍了电动汽车的研究情况和今后的发展方向。然后对现阶段各类弱磁控制方法进行了对比研究。通过坐标变换将异步电机三相模型转变为异步电机按照转子磁链定向坐标系下的数学模型并以此作为接下来的研究基础。详细介绍了SVPWM的原理并且给出了适合硬件系统下的流程以及计算方法。 通过电流电压方程的坐标轴形式,将异步电机运行划分为三个控制周期,详细分析了每一个控制区域电机的运行状况,尤其关注了电磁转矩的输出大小以及制约它的主要因素。接着提出并分析了两类改进的传统弱磁控制方式,并在电压闭环弱磁控制的基础上提出了一个改进的转矩优化的弱磁控制方法。该方法以SVPWM两相邻向量作用时间作为是否进入弱磁控制阶段的判别标志,并且通过对转矩方程的解析给出了转矩电流限幅值范围。 在MATLAB/SIMULINK环境下建立了实验过程中电动汽车用异步电机的仿真模型,仿真结果表明在带轻负载情况下,相对于电压闭环控制算法,文中所提出的改进算法上升到最高转速时间更短,励磁电流更稳定,并且在高速情况下具有更理想的电磁转矩输出。之后在正常工况、提升负载、刹车三类环境下,改进算法的仿真均验证了算法的正确性和优良特性,其主要体现在静态稳定性好,受到外部因素影响时响应速度较快且超调较小。 硬件部分给出了异步电机和电池的选型,在控制电路主芯片和驱动电路模块上分别选择了意法半导体公司的STM32F103x8以及英飞凌公司的FS400R06A1E3系列IGBT模块组,并搭建了驱动控制电路。软件部分采用模块化编程总体思想,在主程序的基础上,编写了SVPWM计算,电流AD采样等模块化程序。 |
| 作者： | 邓伟 |
| 专业： | 电气工程 |
| 导师： | 赵继敏 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 上海交通大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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