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基于新型驱动拓扑的外转子开关磁阻电机调速研究
| 论文题名： | 基于新型驱动拓扑的外转子开关磁阻电机调速研究 |
| 关键词： | 电动汽车;轮毂电机;外转子开关磁阻电机;变换器 |
| 摘要： | 近年来，在政策和市场的双重作用下我国新能源电动汽车行业得到了长足有效的发展，这有利于缓解当下能源紧缺与环境污染问题，有助于我国早日实现“双碳”目标。轮毂电机电动汽车省去了传动部件，将驱动电机及减速器等部件集成到车轮内，简化了整车结构，降低了机械损耗，被普遍认为是电动汽车未来发展的最终驱动形式。外转子开关磁阻电机(Outer-rotorSwitchedReluctanceMotor,OSRM)结构简单、各相独立、稳定可靠、能长时间工作于恶劣环境，非常适合作电动汽车轮毂电机。 针对传统不对称半桥功率变换器驱动多相OSRM时使得电机系统体积庞大、成本增加、系统可靠性降低的缺点，本课题提出了一种新型功率变换器—五相全桥IGBT功率变换器，并对其工作原理、控制方法进行了分析。 利用有限元软件对五相20/16极OSRM样机模型进行了二维静磁场计算，对四个特殊角度位置下电机的磁力线、磁通密度分布情况进行了分析;利用获得的磁链、磁共能特性曲线在Matlab/Simulink中搭建了包含样机非线性动态模型的开关磁阻电机驱动系统(SwitchedReluctanceDrive,SRD),分别基于五相全桥IGBT功率变换器及不对称半桥功率变换器进行了空载调速、带载调速、制动等对照试验，仿真结果验证了所提新型功率变换器的可行性及优越性。 完成了电机系统的软硬件设计，组建了一套基于五相全桥IGBT功率变换器的OSRM样机调速试验平台。主要硬件包括处理器、功率器件及其驱动器、钳位保护和隔离电路、多种传感器接线电路等;简述了控制系统程序流程图，包括主程序、预充电控制子程序、ADC采样中断子程序等。完成了样机空载调速、带载调速、抗扰动、制动等试验，试验结果验证了样机驱动系统的可行性、新型功率变换器开关管控制逻辑的合理性和仿真结果的正确性。 本课题的创新点是提出了一种可减小电机系统体积、降低成本的新型功率变换器，并通过一系列的仿真、实物试验验证了所提方案的可行性，由该新型功率变换器构成的SRD对OSRM样机的调速控制效果良好。 |
| 作者： | 陈剑 |
| 专业： | 电气工程 |
| 导师： | 吴桂峰;刘凯鸣 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 扬州大学 |
| 学位年度： | 2023 |
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