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EPS用开关磁阻电动机及其控制系统的研究
| 论文题名： | EPS用开关磁阻电动机及其控制系统的研究 |
| 关键词： | 电动助力转向系统;开关磁阻电动机;电机设计;有限元分析;仿真模型 |
| 摘要： | 电动助力转向系统(EPS)具有节能、环保、主动安全性高的优点，在轿车领域得到了广泛的应用。为了提高EPS的性能，其关键部件电动机成为了研究的热点。开关磁阻电动机是一种新型的机电一体化驱动系统，具有结构简单、体积小、出力大等一系列优点，作为车载电机具有广阔的应用前景。 本文针对EPS系统，对其开关磁阻电动机进行了研究，主要工作包括:电机的结构设计、电机的优化分析与性能计算、控制系统的设计与仿真。 首先，根据某一固定车型EPS用助力电机的匹配要求，初步设计了一台500W的开关磁阻电动机。依据电机设计的经验公式初步确定电机的结构尺寸，选择导磁性能较好的冷轧硅钢片DW360-50作为电机定、转子的材料。 其次，在初步设计的基础之上，应用Ansoft软件对电动机进行优化分析与性能计算。(1)应用Ansoft/RMxprt软件对电机的定转子外径、极弧系数、轭的厚度、绕组匝数等参数进行了分析计算，选择了额定功率、额定转速、效率等性能参数最优的一种结构尺寸方案。(2)应用Ansoft/Maxwell2D软件对电机进行了静态分析和瞬态分析。静态分析得出了电机的静态特性;瞬态分析得出了电机在额定工况下的性能参数，该参数与RMxprt计算的结果进行比较，差别很小，验证了电机的结构设计是合理的。 EPS控制系统的设计主要包括以下两个方面:(1)参考相关的试验数据，设计出曲线型的助力特性，能够得到不同车速和方向盘转矩下所需要的助力矩。(2)根据期望力矩设计出开关磁阻电动机转矩控制系统。其中转矩调节器采用查表的方法，根据电机的矩角特性得出期望转矩所对应的期望电流;电流内环控制策略采用滞环控制。 最后，应用Simplorer软件和Matlab/Simulink软件建立了整个控制系统的仿真模型。仿真结果表明设计的开关磁阻电动机能够达到所需要的助力效果，同时验证了本文设计的电机结构和控制系统是合理的。 |
| 作者： | 许艳梅 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 李伟;张栋省 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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