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电动汽车用永磁同步电动机弱磁调速系统的研究
| 论文题名： | 电动汽车用永磁同步电动机弱磁调速系统的研究 |
| 关键词： | 永磁同步电动机;电动汽车;弱磁调速系统;转矩控制;指令查表电流修正算法 |
| 摘要： | 永磁同步电动机(Permanent Magnet Synchronous Motor, PMSM)无电刷和励磁电源，可靠性高，并且功率密度和效率高，更加适用于电动汽车的动力系统。为了能够在基速以上运行时维持高转矩输出从而进一步扩速，PMSM需要弱磁控制。本文研究了电动汽车用PMSM弱磁调速控制系统，为了在全速域下提升转矩控制的精度，分析了永磁磁链变化对输出转矩控制精度的影响，对指令查表电流修正算法进行了研究，并且建立了电压环模糊PI控制器，进一步改善系统的动态响应能力。具体内容如下: 首先，介绍了PMSM的结构与工作原理，给出了不同坐标系下的PMSM的数学模型。结合PMSM的dq轴电流图，介绍了矢量控制的基本概念，分析了PMSM最大转矩电流比控制的原理，然后详细介绍了矢量控制的实现方法，即空间矢量脉宽调制技术。 然后，在矢量控制的基础上，论文介绍了PMSM弱磁控制的原理，分析了PMSM弱磁控制系统中，凸极率和弱磁率参数对电机弱磁运行性能的影响，对PMSM的结构设计、电机驱动器选配具有一定参考价值。 接着，依据PMSM弱磁控制原理，本文详细分析了几类典型的PMSM弱磁控制系统，介绍了其相应特点。针对电机永磁磁链随运行工况发生变化的情况，重点分析了采用传统指令电流查表的PMSM弱磁控制造成电机的输出转矩误差的原因，提出了基于指令电流查表的PMSM弱磁转矩控制系统。该系统主要包括转速修正、指令电流查表、指令电流修正方向计算、dq轴前馈解耦和电压环模糊PI控制器五部分，其中，本文提出的指令电流修正算法能够在永磁磁链变化时显著抑制输出转矩偏差。 最后，利用Matlab/Simulink，对本文的PMSM弱磁转矩控制系统主要模块的必要性和有效性进行了仿真验证，并与传统的指令电流查表法弱磁控制系统进行了对比仿真，验证了本文弱磁转矩控制系统整体的有效性，本文的弱磁控制方案在永磁磁链变化时的输出转矩偏差明显降低，并且动态响应迅速。 |
| 作者： | 张宇鹏 |
| 专业： | 电气工程；电机与电器 |
| 导师： | 刘明基 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华北电力大学(北京) |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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