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电动车辆用永磁同步电机驱动系统及热管理技术研究
| 论文题名： | 电动车辆用永磁同步电机驱动系统及热管理技术研究 |
| 关键词： | 电动车辆;永磁同步电机;MTPA控制;弱磁控制;结温估计 |
| 摘要： | 内燃机汽车数量的大幅增长给环境带来巨大的压力，电动汽车作为一种绿色清洁的交通工具，引起了广泛的关注。随着电动汽车开发与使用力度的加大，其驱动电机及控制技术得到了极大的发展。本文以内置式永磁同步电机为研究对象，对电动车辆驱动控制系统及热管理技术展开研究。 针对电动车辆在低速起动、爬坡时需要大转矩，高速巡航、超车时需要高转速的特点，低速阶段，在传统的MTPA控制策略基础上进行改进，探索高效低损的控制手段，采用一种不严格依赖电机参数的虚拟常值注入MTPA控制策略；高速阶段，为提升电机转速运行范围，结合MTPA控制，引入基于电压反馈的弱磁控制策略，以提高电机的转矩利用率并且满足电机高速运行的需求。利用仿真软件搭建控制系统模型，针对不同运行工况进行仿真分析。 针对系统存在高过载的应用需求，将电动车辆的功率安全考虑在内，对控制系统中IGBT功率模块的结温估计展开相关研究，根据结温估计结果，对功率模块的损耗进行调节，实现热管理，提高系统的可靠性。利用热网络模型法进行结温估计，搭建功率模块以及散热部分的模型，在有限元软件ANSYS中，进行热仿真分析，同时借助SemiSel工具，对不同工况下结温估计的准确性进行验证。当功率模块的结温超过给定阈值时，结合损耗与结温之间的关系，调节控制系统的开关频率，保证系统安全稳定运行。 最后，搭建系统实验平台，将所提出的控制算法与结温估计方案运用在实际系统中，考核不同工况下的控制性能以及结温估计的准确性，验证所提驱动控制策略及基于结温估计结果的热管理策略的可行性和有效性。 |
| 作者： | 赵蒙 |
| 专业： | 电气工程 |
| 导师： | 安群涛 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工业大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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