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电动汽车开绕组混合励磁电机驱动系统运行方法研究
| 论文题名： | 电动汽车开绕组混合励磁电机驱动系统运行方法研究 |
| 关键词： | 电动汽车;励磁同步电机;驱动系统;逆变器;容错控制 |
| 摘要： | 随着传统燃油动力汽车所带来的能源紧张与环境污染问题的日益加剧，使得以清洁能源为动力的交通工具成为未来交通发展的趋势，其中具有代表性的电动汽车以其零排放无污染的突出优势受到广泛关注。作为电动汽车的心脏，如何实现永磁同步电机高效可靠的运行成为电动汽车发展的核心技术之一。本文围绕电动汽车中开绕组混合励磁同步电机的双逆变器驱动与容错控制展开了以下研究工作: 本文首先根据永磁同步电动机已有的电磁理论和运动方程推导出开绕组永磁同步电动机的转矩方程及运动方程，并由此构建数学模型;在此基础上对开绕组混合励磁同步电机进行了数学建模，从而为后续的开绕组混合励磁电机控制与仿真的研究奠定了理论基础。 其次，运用Matlab对开绕组混合励磁同步电机的动态性能进行了仿真研究。选择id=0的转子磁链定向控制算法来改进驱动控制，利用传统的电压空间矢量脉宽(SVPWM)调制策略，以弱磁控制理论为基础，研究了电机高速弱磁控制的可行性，并对开绕组HESM是否开起电励磁电流进行了仿真，据此分析电机动态响应速度的差别。 再次，对开绕组HESM的容错驱动控制方案进行了仿真研究。为了保证在恶劣工况下电机能保持较高的可靠性与安全性，论文针对电机可能出现的功率开关器件断路或短路的故障工况，提出运用快速隔离故障器件的容错方案以实现电机带故障容错运行，即确保在一个逆变器故障情形下由双逆变器驱动切换成单逆变器驱动并保持电机扭矩输出，据此在Matlab/Simulink平台下进行了仿真研究，证明了所提出的容错方案具有可行性。 最后，在上述理论仿真的基础上，以STM32F407微控制器为核心搭建了开绕组电机双逆变器硬件系统，主要有信号调理电路、驱动电路等，同时进行了相关程序的设计，包括AD采样、位置速度检测等模块，实现了基于双闭环的低转速扭矩控制，并通过检测定子电流的周期验证了速度闭环的可靠性。 |
| 作者： | 王克元 |
| 专业： | 电气工程；电力电子与电力传动 |
| 导师： | 时斌 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东南大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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