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车用异步电机驱动控制器研究与开发
| 论文题名： | 车用异步电机驱动控制器研究与开发 |
| 关键词： | 异步电机;矢量控制;磁场定向;电动汽车 |
| 摘要： | 在能源危机和环境污染的背景下，电动汽车作为一种高效，环保，节能的新兴交通工具，逐渐受到人们的重视。异步电机结构简单、坚固耐用、价格便宜、维护方便，随着电力电子技术和相关控制理论的发展，异步电机的控制性能有了很大改善，使其在电动汽车上得到了广泛应用。与工业用的异步电机拖动系统相比，电动汽车要求驱动系统具有良好的调速性能，并且尽量优化系统效率以提高电动汽车行驶里程数。 本文以开发车用异步电机驱动控制器为目标，采用了异步电机矢量控制方法，并针对车用电机驱动系统的特点对异步电机矢量控制方法进行了改进。具体研究内容包括以下几个方面在转子磁场定向的异步电机矢量控制方法中，参数变化会使转子磁场定向不准，从而导致转矩控制不准，这是影响异步电机调速性能的重要原因。传统的电机参数辨识方法模型复杂、计算量大，增加了系统的复杂程度，本文采用了一种基于模型参考自适应理论的转子磁场定向直接校正策略，该方法以定子电流与转子磁链的点乘作为参考模型，实时补偿转子磁链定向误差。为了验证该方法的可行性，论文在Matlab/Simulink环境下建立了异步电机矢量控制系统仿真模型，对转子磁场定向校正效果和电机不同工况下的调速性能进行了仿真研究。仿真结果表明，转子磁场定向校正策略能够快速校正磁场定向误差。该矢量控制系统具备良好的调速性能，能够满足电动汽车对电机驱动控制器的需求。 为了提高电动汽车的行驶里程数，论文从提高电机效率和实现再生制动两个方面进行研究。论文中首先分析了常见的几种异步电机效率优化控制方法，并选择了最小定子电流控制方法控制方法，针对传统最小定子电流控制方法的不足，论文提出了一种改进的基于转差频率闭环的最小定子电流控制方法。在能量回馈方面，论文分析了再生制动的原理及需满足的条件，并将最小定子电流控制方法应用到再生制动过程中，以提高发电效率。最后针对再生制动过程中动态响应要求不高的特点，对最小定子电流控制方法进行了简化。 在理论分析和仿真研究的基础上，开发了基于TMS320F2812的车用异步电机驱动控制器，包括控制器的硬件设计和软件设计，然后对该控制器进行了台架试验，最后将控制器装车进行了整车试验。试验结果表明，该控制器能够满足电动汽车的驱动要求，验证了控制算法和控制器设计的可行性。 |
| 作者： | 程鹏 |
| 专业： | 电气工程 |
| 导师： | 廖勇 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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