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原文传递车用永磁同步电机控制建模及实验研究

论文题名：	车用永磁同步电机控制建模及实验研究
关键词：	电动汽车;永磁同步电机;控制策略
摘要：	车用驱动电机控制系统是新能源车的重要核心部件。新能源车的电机驱动控制系统的特性决定了汽车行驶的主要性能指标。电动汽车整个驱动系统分为两部分，一部分是电机驱动系统，是由电动机、功率转换器、控制器以及各种传感器如电流、电压及位置传感器等等，另一部分即是机械部分，主要是变比控制等。电机驱动系统的核心在于控制算法，当一款永磁同步电机选定后，其内在的性能参数基本就以确定，但是能否让其发挥出最大公用是电机控制器开法的重点。　　本文根据电动汽车对动力系统的性能要求即:(1)较宽的调速范围:新能源车主要有两种形式工况，一种是在启动、加速、爬坡时，要求工作在恒转矩区;另一种在高速区，要求电机工作在恒功率区;(2)较高的功率密度:主要用于提高续航里程，在尽量小的车内空间限制下、电池容量下，尽可能的提升续航里程; 　　(3)安全可靠:即要保证控制器的稳定性及可靠性等;(4)过载能力:在启动、爬坡、加速具有4倍以上的过载能力。深入分析了永磁同步电机控制领域中的一些重要的控制算法及控制实质，使其满足电动汽车对动力电机的控制器的要求。　　主要研究工作如下: 　　(1)阐述永磁同步电机及控制的发展现状，包括国内外的新能源汽车对不同的电机驱动系统的选型状况，研究电机控制的意义，电机选型后其内在参数就被固定下来，但是能否发挥出电机的功效就需要看电机控制器的控制能力。　　(2)介绍永磁同步电机的类别，进行永磁同步电机控制过程中的坐标变换、永磁同步电机在旋转坐标系下的数学建模，包括前馈解耦等理论基础。　　(3)为了实现在启动、加速、爬坡等有较宽的扭矩区间及过载能力，在高速区有较高的恒功率区间，对过调制控制进行了理论析，建立模型进行仿真分析，永磁同步电机的过调制的技术的运用，有利于提高直流母线的电压的利用率，实现全范围电压的输出，也有利于提高过载能力;研究MTPA控制策略的实质，在相同的硬件基础的条件下，尽可能的输出更大的转矩，提高驱动系统的过载能力;研究弱磁控制的内在本质，建立不同的弱磁控制模型，在传统模型的基础上增添的深度弱磁的控制，保证更大功率的输出及更高的电机转速需求;研究永磁同步电机的直接转矩控制，结构简单，转矩动态响应较快，对系统参数摄动不明显、抗外干扰强，即鲁棒性强;研究永磁同步电机的无速度传感器的控制，对于产品的成本的缩减有较大的空间。　　(4)依托某汽车企业平台，分析车用电驱系统的性能需求，进行永磁同步控制器的开发，台架标定电机的外特性曲线;硬件在环、对拖试验调试电机控制器的软件控制，验证相应的控制功能等;最后，实车试验测试控制器开发的扭矩、速度以及效率的性能要求，进一步明确了MTPA控制、过调制控制、转矩控制以及弱磁控制等控制算法的实现。
作者：	李军营
专业：	车辆工程
导师：	邓涛
授予学位：	硕士
授予学位单位：	重庆交通大学
学位年度：	2018
正文语种：	中文