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多变工况下永磁轮毂电机的控制策略研究
| 论文题名： | 多变工况下永磁轮毂电机的控制策略研究 |
| 关键词： | 电动汽车;永磁轮毂电机;多变工况;移相解耦调制;容错性能;零序电流 |
| 摘要： | 由于电机驱动系统在清洁性、运行效率和震动噪声等方面较比传统内燃机有着突出的优势，近年来电动汽车产业在市场的激励下发展迅速。分布式轮毂电机驱动结构作为最新的电动汽车驱动形式，具有结构简单、集成度高、传动效率高等优势，在电动汽车中具有潜在的应用前景。近年来，共直流母线开绕组电机系统，以其在车辆电池电压和容量一定条件下，能有效提高电机系统输出功率、拓宽电机调速范围、增强容错能力等优点，得到了电机系统领域专家和学者的广泛关注。本文以一台应用于分布式轮毂电机驱动电动汽车的外转子磁通切换永磁电机(FluxSwitchingPermanentMagnet,FSPM)作为研究对象，构建该类电机的开绕组驱动控制系统，提出多变工况下的控制策略，实现永磁轮毂电机宽调速范围、低零序电流和强容错性能。论文主要内容如下： 1)首先，介绍了FSPM电机的工作原理和电机拓扑结构，构建基于共直流母线开绕组拓扑下的FSPM电机数学模型，分析在开绕组结构下该电机系统产生零序分量的原因，为全文研究奠定基础。 2)考虑开绕组拓扑结构的空间矢量分布情况，分析了不同基本电压矢量参与调制的过程对电机驱动系统造成的影响。在此基础上，对传统解耦调制策略和中间六边形调制策略进行了仿真和实验分析。 3)针对电动汽车复杂的多运行工况需求，提出了一种可以按任意角度解耦的调制策略——移相解耦调制策略(Phase-shiftingDecouplingModulationStrategy,PSD-MS)，通过有效调节移向解耦的角度，实现了电机驱动系统的调速范围和零序分量的权衡控制。 4)研究了电动汽车多运行工况下的控制策略。电动汽车存在“低速行驶”、“加减速”和“高速巡航”等工况，针对复杂的运行工况，本文在不同工况下分别将最大转矩电流比控制、积分滑模闭环控制、电压反馈法弱磁控制与移相解耦调制策略相结合，实现外转子FSPM电机在相应工况下的最优控制。 5)最后，基于dSPACEDS1007实时数字仿真平台构建了FSPM电机的驱动控制系统实验平台，并对所提算法进行了仿真和实验验证，以验证理论分析与所提控制策略的有效性。 |
| 作者： | 司响 |
| 专业： | 电气工程 |
| 导师： | 朱孝勇 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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