原文传递
车用开关磁阻电机集成功率变换器设计及其DITC策略优化
| 论文题名： | 车用开关磁阻电机集成功率变换器设计及其DITC策略优化 |
| 关键词： | 电动汽车;开关磁阻电机;集成式功率变换器;DITC策略 |
| 摘要： | 随着对能源多元化、能源效率和环境保护的日益关注，电动汽车正成为最具吸引力的道路交通工具，车用电动机及其驱动技术已成为近年来的研究热点。开关磁阻电机因其具有输出转矩大、结构稳定、适合在恶劣环境下运行等优点成为最具潜力的电动汽车牵引电机。但开关磁阻电机系统功率器件多、功率密度低、电机运行时转矩脉动大，限制了其在电动汽车上的应用。本文以提高电机系统的功率密度和减小转矩脉动为目标，对功率变换器的结构和电机的控制策略进行了改进。 提出了一种用于电动汽车的开关磁阻电机集成式功率变换器，通过在传统的不对称半桥式功率变换器的基础上增加前端电路，实现了多种工作模式，包括普通驱动模式、升压驱动模式和电池充电模式。在升压驱动模式下利用电容器提高了电机励磁和退磁电压，从而提高电机的输出转矩和系统效率。推导出了升压电容器的容量估算公式。在电池充电模式下利用电机绕组作为充电电感，并对原有功率器件复用，组成了具有PFC功能的电池充电器，可以给电池恒流-恒压充电。分析了利用电机绕组充电的限定条件。使用集成变换器的电动汽车不再需要独立的车载充电器，因此系统功率密度得到大幅提高。 传统的直接瞬时转矩控制不能限制电流，电机运行时会出现尖峰电流，导致功率器件寿命降低，电机转矩脉动增大。为此，提出了一种基于峰值电流偏差的开通角自优化直接瞬时转矩控制，可以在电机运行时自动调节开通角，从而降低电流峰值，减小由尖峰电流产生的转矩脉动。基于改进控制策略和集成功率变换器，提出了一种新型调速方式，可以改善开关磁阻电机低速、加速和高速的性能。 在MATLAB/Simulink平台搭建了仿真模型，通过与传统方案对比验证了新方案的有效性。用一台100W小型电机搭建了实验平台，进行了电机驱动和电池充电实验，验证了方案的可行性。 |
| 作者： | 张琳 |
| 专业： | 电气工程 |
| 导师： | 孙会琴;靳健欣 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 河北科技大学 |
| 学位年度： | 2022 |
检索历史
应用推荐
