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车用双定子电机驱动及其转矩波动试验分析
| 论文题名： | 车用双定子电机驱动及其转矩波动试验分析 |
| 关键词： | 双定子电机;永磁无刷直流电机;电机驱动;转矩波动;电机控制器 |
| 摘要： | 永磁无刷直流电机由于功率密度大、转矩大、控制简单和运行稳定等优点，因而在航空航天、工业传动等领域广泛应用。随着电力电子技术、永磁材料技术的进步，逐渐开始应用于电动汽车和混合动力汽车驱动上。但由于其存在转矩脉动大的问题，会降低电动汽车舒适性及耐久性。本文从抑制永磁无刷直流电机转矩脉动角度出发，提出了并列式双定子电机结构，结合其特殊的控制方式来抑制转矩波动。 本课题在分析无刷直流电机转矩波动的基础上，提出了采用双定子电机结构来抑制转矩波动的设想。本文详细介绍了双定子电机的定转子结构并分析了电机的驱动原理。推导了双定子电机的三相定子电压平衡方程、电磁转矩方程及运动学方程并根据以上数学方程建立了双定子电机的Matlab/Simulink模型，在分析无刷直流电机转矩波动的原因、阐述了双定子电机抑制转矩波动的原理的基础上进行了仿真，仿真结果验证了双定子电机左右定子错开一定角度可抑制转矩波动这一假设。 然后根据双定子电机的驱动原理及转矩波动测试要求设计了电机控制器的硬件电路及软件程序。设计硬件电路时，先进行了关键元器件---控制芯片和功率开关管的选型。在充分考虑双定子电机驱动特点的基础上设计了包括最小系统模块、电源电路、转子位置检测电路功率变换电路和电流采集电路在内的硬件电路，并通过仿真软件对控制器的主要功耗部件---逆变器进行了功耗仿真。软件程序的设计主要结合包括转子位置检测程序、端口中断换相程序、TPM中断换相程序和PI控制程序。 最后，测试双定子电机控制器的关键信号，检测了电机的左右定子分别单独驱动时的驱动性能，再分别通过开环和闭环测试了双定子电机的驱动性能。驱动性能检测结果表明了双定子电机及控制器在闭环控制下性能良好，电机能有快速的启动性能及动态响应能力。在此基础上通过测试平台进行了转矩波动测试。测试结果表明，双定子电机在左右定子错开不同角度时有不同的转矩波动幅值，通过比较分析找出了双定子电机的最佳工作状态。 |
| 作者： | 熊胜健 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 舒红宇 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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