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电动车用无传感器交流感应电机相电压补偿策略研究
| 论文题名： | 电动车用无传感器交流感应电机相电压补偿策略研究 |
| 关键词： | 电动汽车;交流感应电机;无传感器;相电压补偿策略 |
| 摘要： | 在能源和环境危机的背景下，纯电动汽车被认为是改变未来交通运输行业能源结构的有效解决方案。电驱动系统是纯电动汽车的关键总成，而以交流感应电机为控制对象的驱动系统在电动汽车中最为常用。为了避免由安装转速传感器造成的诸多问题，车用交流感应电机的无传感器控制技术成为了研究热点；为了保证车用电驱动系统的效率指标，逆变器输出波形畸变引起的相电压损失也是亟需解决的问题。研究内容针对交流感应电机无传感器控制技术和相电压补偿技术两方面展开，期望通过研究为高性能车用驱动系统设计提供一定参考作用。 总结了交流感应电机的典型转速估计方法和相电压补偿技术，为了说明场定向控制的原理，建立了电机数学模型，推导了T型等效电路，利用等效电路详细论述了交流感应电机产生转矩的原理，并以此为基础对交流感应电机电流解耦的过程进行了论述。 结合扩展卡尔曼观测器对交流感应电机的转速估计进行了研究，建立了适于进行磁链和转速估计的交流感应电机状态空间模型并进行了离散化处理，详细分析了扩展卡尔曼观测器在交流感应电机状态估计中的迭代步骤和注意事项。搭建了基于扩展卡尔曼观测器的无传感器场定向控制系统仿真模型，在一定尝试后确定了噪声矩阵的取值。为了验证转速估计效果，设计并进行了多组有代表性的仿真实验，通过分析关键变量波形，证明了设计的系统具有较强的抗干扰能力和较理想的调速性能。 为了分析逆变器波形输出畸变对交流感应电机控制系统的影响，列举了造成这一现象的因素，从产生机理的角度对波形畸变产生的相电压误差进行量化，推导了误差电压公式，围绕其中的电流极性和补偿时间两个关键要素设计了补偿策略，搭建了仿真模型，通过仿真实验初步验证了系统的有效性。在无传感器控制系统的基础上加入了相电压补偿机制，搭建了实验平台，通过实验对相电压补偿策略中的补偿时间测量和电流极性判断两方面的效果进行了确认，从动态和稳态两方面对策略设计了实验，在实验中验证了策略的有效性，改善了系统输出质量和控制性能。 |
| 作者： | 杨博文 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 王大方 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工业大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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