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变漏磁永磁同步电机的建模与调速性能研究
| 论文题名： | 变漏磁永磁同步电机的建模与调速性能研究 |
| 关键词： | 电动汽车;变漏磁永磁同步电机;运行特性;数学建模;矢量控制 |
| 摘要： | 当前环境污染和能源危机两大问题受到人们的广泛关注。以电动车为首的新能源汽车逐渐成为汽车产业发展的必然趋势。对于现代电动汽车而言，高转矩密度和宽调速范围是牵引类电机的两大重要指标，是实现车辆良好动态性能的关键。具有高功率密度、高效率等优点的内置式永磁同步电机已成为电动汽车驱动电机的首选。然而，稀土永磁材料磁场恒定，导致永磁电机气隙磁场不可调，限制了永磁电机的调速范围。变漏磁永磁同步（Variable Flux-Leakage Permanent Magnet Synchronous，VFL-PMS）电机作为一种新型漏磁磁通可调内置式永磁同步电机，具有宽调速、高效率、高功率密度等优点，在电动汽车等要求恒功率宽调速领域具有潜在的广泛应用前景。本文以一台三相36槽/8极VFL-PMS电机为对象，深入研究该电机的静态、动态运行特性，数学建模方法，及基于开绕组的矢量控制，具体内容如下： 1）阐述VFL-PMS电机的基本结构和工作原理，详细分析电机磁场分布、反电势、磁链变化特性以及电感特性等基本电磁性能；建立等效磁路模型，研究多工况下VFL-PMS电机磁路变化特性，揭示多种运行模态下电磁参数的内在变化机理。 2）研究VFL-PMS电机电磁参数的动态变化数学模型，并考虑到电机运行时存在的损耗因素，建立不同运行条件下多损耗变参数的电机数学模型，利用Matlab/Simulink，构建VFL-PMS电机的仿真模型，并与通用电机模型在不同转矩转速下的运行状态加以仿真对比分析。 3）根据VFL-PMS电机的特点，建立VFL-PMS电机驱动系统。基于矢量控制方法中id=0的电流矢量控制策略，研究VFL-PMS电机的运行性能，并搭建dSPACE1007平台进行实验研究，分析VFL-PMS电机变工况下的运行特性，验证电机模型的准确性。 4）研究VFL-PMS电机开绕组结构驱动系统的不同宽调速控制策略，分析各调制策略在输出电压和零序电压等方面的优劣势，并得到验证。在此基础上，提出一种谐波可控注入SPWM解耦调制策略，并将三次谐波注入量也作为一个控制量，通过调节谐波幅值使得驱动系统同时具备较高的电压输出范围和较少的零序分量。最后，通过仿真验证该调制策略的正确性和有效性。 |
| 作者： | 贡浩 |
| 专业： | 控制工程 |
| 导师： | 全力 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏大学 |
| 学位年度： | 2020 |
| 正文语种： | 中文 |
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