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电动汽车电励磁双凸极电机高性能多模式控制
| 论文题名： | 电动汽车电励磁双凸极电机高性能多模式控制 |
| 关键词： | 电动汽车;电励磁双凸极电机;磁场调制理论;转矩含量;转矩脉动抑制 |
| 摘要： | 电励磁双凸极电机无需永磁材料，结构简单可靠，鲁棒性强，相比传统开关磁阻电机转矩脉动显著降低，电机运转时的噪音及振动大幅减小。因此，研究电励磁双凸极电机对于提升电动汽车行驶品质、续航里程、电能合理分配、节能减排有着重要意义。本文基于磁场调制理论，对不同绕组连接形式的电励磁双凸极电机工作原理及电机特性进行分析，并分别提出相应的控制策略及优化方案。 针对半绕组电机，分别提出外部励磁电流控制模式、集成电流控制模式以及电流斩波控制模式，详细分析控制原理、控制流程及电路拓扑并对比分析半绕组电机各种控制模式的优劣。其中，集成电流控制模式相比于外部励磁电流控制模式有效降低了电机铜损耗、提高了电机效率。此外，集成电流控制策略正弦波的输入电流形式，使得其相比于电流斩波控制模式有效降低了电机振动及噪声。最后，通过实验验证半绕组电机各种控制模式的可行性，并对比分析几种控制模式的实际控制性能。 针对全绕组电机，其反电动势波形相比半绕组电机更加正弦，这就导致其具有更高的输出性能，且转矩脉动更小。基于矢量控制策略，提出全绕组电机的控制原理、控制流程、电路拓扑。此外，针对电励磁双凸极电机的输出转矩成分进行分析，分别分析两种绕组连接形式电机的转矩谐波含量。其中半绕组电机的转矩脉动主要来源于其齿槽转矩分量和磁阻转矩分量，且磁阻转矩分量相对较大；对于全绕组电机，主要的转矩脉动来源于其齿槽转矩。提出一种转矩脉动抑制策略，可通过注入谐波转矩以补偿其齿槽转矩，以达到降低转矩脉动的目的。基于此理论，提出采用多同步旋转坐标系的方法，对全绕组电机通入相位滞后于基波电流π/2的7次谐波电流，以此补偿齿槽转矩，降低电磁转矩脉动。最后，通过实验验证全绕组电机控制模式的可行性，并对比分析全绕组电机与半绕组电机控制效果，以及采用转矩谐波抑制策略前后的电机输出性能。 |
| 作者： | 邵大立 |
| 专业： | 电气工程 |
| 导师： | 程鹤 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 中国矿业大学(江苏) |
| 学位年度： | 2022 |
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