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电动汽车交流异步电机无速度传感器矢量控制系统设计
| 论文题名： | 电动汽车交流异步电机无速度传感器矢量控制系统设计 |
| 关键词： | 电动汽车;交流异步电机;矢量控制;无速度传感器 |
| 摘要： | 交流异步电机因为结构简单、造价便宜、经久耐用、可靠性高非常适合作为电动汽车驱动电机使用。在交流异步电机矢量控制系统的构成中，增加无速度传感器的控制理论和控制方法，可以进一步提高电机驱动系统的可靠性、提高系统的容错能力、使系统维护方便、节约成本，这使得电动汽车用交流异步电机无速度传感器矢量控制理论和方法是目前电动汽车驱动系统研究的热点。在低压交流异步电机中多采用三角形型绕组接法方式，本文以这种电机为控制对象，讨论其特殊的控制方法，取得的主要研究成果如下： 搭建了电动汽车用交流异步电机无速度传感器矢量控制的系统模型，模型主要由电压采集、电流采集、坐标变换、电机转速与磁链估算、电流PI调节器、PWM调制等子模块组成，并将各个子模块用软件编程实现、进行仿真和实验调试。采用零极点对消的设计方法对电流PI调节器的参数进行了理论计算，分析了当电机参数发生变化后，零极点无法完全对消时的系统性能指标。 空间电压矢量调制技术在电机绕组星形接法时与电机绕组三角形接法时的控制方式有差异，本文深入分析了这两种情况下的空间矢量分布特点，特别针对电机绕组三角形接法时的情况，设计了具体的扇区判断、矢量合成的工程实现方法。 在交流异步电机的转速与磁链估算方面，本文利用德州仪器集成于芯片中的一种电机转速与磁链估算算法——FAST估算器实现。该估算器算法先进、精度较高使用方便，在只输入电机电压和电流的情况下，可以实现电机转速与转子磁链角度的估算。 针对电动汽车电机调速范围宽的特点，依据相关的弱磁控制理论，计算出合适的电机电流励磁分量的参考值实现电机高速区的弱磁控制。设计了符合电动汽车实际工况的负载模型对系统整体性能进行仿真。 最后在实验平台上对无速度传感器矢量控制系统进行实验。分别针对电机的动态加速过程和高速稳态区进行了测试，将两种情况的电机转速实测值与估算值进行对比，分析了误差产生的原因，证明系统整体性能满足电动汽车的设计要求。 |
| 作者： | 杜俊秀 |
| 专业： | 电气工程 |
| 导师： | 刘和平 |
| 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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