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汽车用起动—发电一体机及其控制系统研究
| 论文题名： | 汽车用起动—发电一体机及其控制系统研究 |
| 关键词： | 起动-发电一体机;永磁同步电机;混合动力汽车;电磁负荷 |
| 摘要： | 随着汽车行业的不断发展，资源环境问题开始威胁着地球和人们的日常生活。未来很可能是电动汽车的天下，但在这一过渡时期，混合动力汽车便应运而生。其混合动力汽车最为核心的技术便是起动-发电一体机技术。起动-发电一体机技术的实质就是用单个电机代替以往的起动、发电分别独立的两个电机，达到起动、发电一机两用，分时复用进而提升效率、节约燃油、降低排放，对环境和民生有着极其重要的现实意义。 本文开篇介绍了起-发一体机的研究现状以及相关技术的发展状况，这为后续的研究指明了方向，同时确定了本课题应用永磁同步电机作为起-发一体机本体。 其次，对起-发一体机电机转子结构、定子绕组进行了设计。通过研究电磁负荷对电机性能的影响，进行了合理的电磁负荷设计，满足了电机的较好性能、高功率密度以及匹配PWM整流器的要求。然后利用ANSOFT软件进行了仿真，并进行了空载电动势测定实验，验证所设计电机参数的合理性。 之后研究了整个起-发一体机的控制系统，分为两种模式，电动和发电模式。在不同的模式下对应着不同的控制目标和策略:在电动模式时，为了使电机快速并平稳的起动，可以使用SVPWM矢量控制策略;在发电模式时，主要任务是实现发电机输出电压的整流以达到能够高质量供给直流侧车载设备并向给蓄电池充电的目的。由于车载设备经常开关，会发生负载突变，所以要求整流策略具有较强的抗扰动性能，且针对于本文电流较大有可能导致电感饱和进而影响控制效果的问题，介绍了一种新型双闭环整流策略。鉴于对经济效益的考虑，用MOSFET管并联的方式构造整流逆变装置，发挥其开关速度快、功耗小的优势。MOSFET并联时需考虑均流和开关时间一致性的问题，在实际的硬件设计时，采取串联栅极电阻、增加均热装置以及合理布线的措施。 最后，在MATLAB/SIMULINK平台下，对各个模块进行建模和参数设定。完成了电动、发电模式的单独控制以及当电机达到点火转速后从电动状态到发电状态的切换控制，同时验证了新型双闭环整流控制策略的可行性。 在前几章的分析之后，基于DSP芯片设计了相关的外围电路，包括MOSFET驱动电路，位置速度检测电路，DSP串行通讯接口等等。并做了台架试验，给出了实验结果。 |
| 作者： | 胡强 |
| 专业： | 电气工程 |
| 导师： | 罗德荣 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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