原文传递
混合动力汽车用永磁同步电机及其控制系统的研究
| 论文题名： | 混合动力汽车用永磁同步电机及其控制系统的研究 |
| 关键词： | 电动汽车;永磁同步电机;矢量控制;混合动力总成 |
| 摘要： | 本文提出了对永磁同步电机低速转矩特性影响较大的电磁参数的选择与设计方法，得出了定子绕组匝数根据电机的低速最大转矩和恒转矩范围进行最佳选择的方案，给出了气隙的选择公式；分析了永磁同步电机高速弱磁困难的原因及几个重要电磁参数的选择对电机最高转速和恒功率能力的影响，通过解析分析和实例设计，给出兼顾电机的低速转矩大小和最高转速的设计方法。 根据永磁同步电机的数学模型，推导永磁同步电机矢量控制算法，研究了混合动力汽车能量回馈对电机的要求。具体分析永磁同步电机机控制系统发电时工作机理，提出了永磁同步电机能量回馈时的控制策略，并对电机控制系统进行了仿真。设计了基于DSP控制的软件和硬件。实验研究了电机在电动和发电两种状态下的机械特性和系统的效率。电机的机械特性满足电动汽车驱动的要求。 以“九五”概念车通讯系统为基础，分析了电动汽车“概念车”上RS-485通讯方式、ASCII模式和二进制模式。根据电动汽车“概念车”通讯数据需要，确定了电动汽车通讯系统通讯协议。由于混合动力汽车单元结构、工作机理及通讯数据流不同于概念车，同时串口通讯需有主从结构，分时间段通讯、传输效率低等缺点，这将影响各系统的控制效率。提出了基于控制器局部网(CAN-ControllerAreaNetwork)总线通讯方式，分析了通讯机理，设计了适用于电机控制系统的通讯系统硬件和软件。确定了电机控制系统通讯协议。 较系统地研究了并联混合动力总成和串联混合动力总成的控制策略和控制算法。对于并联混合动力总成提出了限制和调节发动机工作区间的控制策略，根据工况要求和发动机工作状态，调节发动机在高效率区间运行，从而确定发动机的输出扭矩。根据工况要求和发动机扭矩指令，调节电机的扭矩输出，满足扭矩输出要求，从而确定电机的输出扭矩。 本文推导了永磁同步电机适用于混合电动汽车驱动的矢量控制下的直接转矩控制。对电机本体进行了的优化和仿真计算，实验验证了解析分析得出的结论，表明该电机可望获得较大的性能体积比。研制了以CAN总线为基础的通讯模式，通过高速数字传输对电机进行直接转矩控制。提出了混合动力汽车用永磁同步电机控制方案，以提高整车经济性和改善排放为目标，针对混合动力总成的基本构型，研究了混合动力总成的控制策略。系统在性能台架试验和功能车试验测试中收到满意效果。 |
| 作者： | 吴红星 |
| 专业： | 电机与电器 |
| 导师： | 程树康 |
| 授予学位： | 博士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工业大学 |
| 学位年度： | 2005 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
