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轻型电动汽车用永磁同步电机驱动系统研究
| 论文题名： | 轻型电动汽车用永磁同步电机驱动系统研究 |
| 关键词： | 电动汽车;永磁同步电机;驱动系统;霍尔传感器;弱磁控制 |
| 摘要： | 环境污染和石油危机，为电动汽车发展提供新的机遇，我国为实现长远发展，确定的“三纵三横”技术体系进一步推动电动汽车的研发与市场化。电动汽车具有的零排放、无污染等优势，在近些年迅速成为新的环保交通工具[1]。其中以低速轻型电动汽车为代表，在三四线城市发展势头强劲，以较高性价比和符合短距离出行需求而受到消费者喜爱。 本文首先研究轻型电动汽车在国内外的发展现状，然后根据低成本高效电动汽车驱动要求，对比不同电机驱动方案，包括驱动电机性能，电机位置和电流传感器检测精度和成本。通过分析不同电机和驱动系统的优缺点，结合实际需求，确定基于霍尔传感器的永磁同步电机作为轻型电动汽车驱动方案。 其次，给出不同坐标系下坐标变换关系，并推导出对应的永磁同步电机数学模型，介绍永磁同步电机矢量控制策略。针对低分辨率霍尔位置传感器，对比不同位置估算算法优缺点，分析采用平均速度法进行位置估算的原理。 然后，建立基于STM32主控的驱动系统软硬件架构。硬件上介绍主控和功率电路，包括 STM32主控，MOS管并联结构，位置检测、电流采样和驱动电路等。软件上重点研究采用霍尔捕获中断进行位置角度细分的算法，分析电机低分辨率位置信号，探讨电机启动阶段方波电流驱动问题，设计电动汽车驻坡启动策略。 最后，研究内置式永磁同步电机最大转矩电流比(Maximum Torque per Ampere， MTPA)控制策略和弱磁控制的原理，结合软硬件平台，设计MTPA和弱磁控制相结合的控制策略。对本文提出的位置估算算法和矢量控制策略进行实验测试，分析驱动系统效率等性能。 |
| 作者： | 易磊 |
| 专业： | 电气工程 |
| 导师： | 曲荣海 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华中科技大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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