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面向电机模拟器的车用永磁同步电机电热耦合模型研究
| 论文题名： | 面向电机模拟器的车用永磁同步电机电热耦合模型研究 |
| 关键词： | 车用永磁同步电机;模拟精度;电机模拟器;电热耦合模型 |
| 摘要： | 伴随经济上升与科技发展，汽车的保有量也在逐步提升。相较于传统汽车，新能源汽车具有节能减排等明显的优点。其中，电机及其驱动系统直接影响新能源汽车的动力性等多项指标，完备的电动汽车电驱动测试系统显得尤为重要。电机模拟器在功率级硬件在环测试中的作用是对电机的端口电压和电流特性进行模拟。论文主要对电机模拟器中的电机模型进行深入研究，基于真实的车用永磁同步电机来开发面向电机模拟器的电热耦合模型。 对铁芯磁饱和、交直轴的交叉耦合、气隙磁场谐波等电磁特性，及电机内部的各种损耗、温度变化等热特性进行深入研究，探究其生成机理。 通过对车用永磁同步电机电磁特性的研究，建立交直轴磁链关于交直轴电流及转子位置角的非线性数学模型，搭建电机标定实验台架，通过台架实验获得该非线性数学模型的内部参数；通过对车用永磁同步电机热特性的研究，推导出电机内部损耗及温度变化的数学模型；将电磁模型与热模型通过损耗进行正向传导，通过电流、电阻进行逆向传导，进而建立面向电机模拟器的电热耦合模型。 搭建电机模拟器与电机控制器对拖的仿真系统，通过对比传统电机模型解算结果及仿真系统输出结果，验证该系统的稳定性及闭环控制效果；通过对比传统电机模型及所建立的电磁模型解算结果，验证电磁特性对电机模拟器输出特性的影响；通过对比有限元仿真模型与所建立热模型的计算结果，验证热模型的准确性。 基于FPGA板卡搭建电机模拟器实验平台，并与真实电机控制器进行对拖。实验分别对比了在稳态工况及瞬态工况下电热耦合模型电机模拟器与真实电机的输出电流及电磁转矩。实验证明基于本文建立的电热耦合模型的电机模拟器对真实电机有良好的模拟精度，电热耦合模型电机模拟器在电机控制器的开发过程中具备替代真实电机的可能性。 |
| 作者： | 王家慧 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 王大方 |
| 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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