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电动车用感应电机控制器的设计及其关键问题研究
| 论文题名： | 电动车用感应电机控制器的设计及其关键问题研究 |
| 关键词： | 电动汽车;感应电机控制器;结构设计;功能测试 |
| 摘要： | 长期以来，汽车作为人类最重要的交通工具，在社会生活中发挥着重要作用。随着能源的日益消耗以及传统燃油汽车带来的环境问题，迫使人们重新考虑汽车未来的动力来源。电动汽车以电能作为动力源，能实现零排放，能量利用率高，发展前景十分广阔。感应电机作为常见的交流电机，具有结构简单、成本低、运行可靠、极限转速高等特点，因而被广泛的应用在新能源汽车的驱动系统中。 感应电机控制器作为电动汽车的核心部件，要求其具有良好的转矩控制特性，以满足汽车频繁的起动、停车，加、减速，能量回馈，低速大转矩爬坡，高速恒功率运行等工况。当前，车用感应电机控制器产品种类较多，但大都存在如下问题:(1)当电机运行在恒功率区时，因控制器对定子电流的励磁分量与转矩分量分配不合理导致高速区的电磁转矩的潜力得不到充分发挥;(2)传统的三相电压源型逆变器的SVPWM调制方案仅运行在线性调制区内，降低了电机的起动转矩并限制了系统的调速范围，最终影响了驱动系统的动态性能。 针对上述问题，本文提出了相应的解决方案，并以TI公司的DSP芯片TMS320F2810为核心，制作了电动汽车感应电机控制器的样机。具体的研究内容如下: (1)对于感应电机运行在恒功率区输出转矩不足的问题，提出了一种新的弱磁控制方案。该方案结合了传统的1/ωr法和基于电压检测弱磁控制方法的优点，充分发挥了定子电流的励磁分量与转矩分量的作用，从而增加了电机的输出转矩; (2)针对三相逆变器直流侧电压利用率低的问题，将SVPWM算法从线性调制区延伸至过调制区，并采用SVPWM单模式过调制策略实现了两者的平滑过渡，为电机起动转矩的增加和系统调速范围的拓宽提供了可能; (3)制作了电动汽车用感应电机控制器的样机，设计了包括矢量控制算法、SVPWM波形输出、电流调节器、电流模型的开环磁链观测器等模块在内的各功能模块，最终对间接矢量控制系统进行了调试与测试，验证了方案的有效性。 |
| 作者： | 张海防 |
| 专业： | 控制科学与工程 |
| 导师： | 刘锦波 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 山东大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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