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混合励磁磁通切换电机优化调磁策略研究
| 论文题名： | 混合励磁磁通切换电机优化调磁策略研究 |
| 关键词： | 新能源汽车;混合励磁磁通切换电机;调磁策略;控制系统;仿真分析 |
| 摘要： | 目前，城市范围内的大气污染以及全球范围内的二氧化碳排放等问题已经引起人们的广泛关注。在缓解环境污染和能源危机这两个问题上，新能源汽车可以发挥巨大的作用。为了满足新能源汽车需求，要求电机驱动系统具有系统效率高、转矩响应快和宽调速范围等特点。 混合励磁磁通切换(hybrid-exicted flux-switching，以下简称HEFS)电机作为一种新型的定子励磁型无刷电机，具有转矩输出能力强、转矩密度大和调磁方便等特点，是一种低速大转矩的宽调速电机，非常适合运用于电动汽车领域，通过电励磁可以实现低速区增磁，高速区弱磁。本文主要研究一种基于损耗最小的优化调磁策略，即通过合理分配电枢电流和励磁电流，使电机在每一个运行点的损耗保持最低，从而提高电机效率。仿真与实验结果验证了该优化调磁控制策略的正确性。本文的主要研究内容如下: (1)阐述了该课题的研究内容和研究意义，分析了HEFS电机的工作原理、结构特点和数学模型，阐明了SVPWM控制和励磁电流闭环控制的原理。 (2)通过对HEFS电机数学模型和控制原理的分析，在MATLAB/Simulink平台下搭建了HEFS电机控制系统仿真模型，并分别完成了稳态与动态两部分性能仿真。 (3)完成了HEFS电机控制系统的硬件设计。详细分析了HEFS电机控制系统中所需的硬件电路，主要包括DSP最小系统板、电压电流采样电路、转子位置处理电路、过电流和温度保护电路、电源电路以及驱动电路。 (4)完成了HEFS电机控制系统的软件设计。电机控制采用的主控芯片为TMS320F28335，在此基础上提出了SVPWM控制算法以及励磁电流闭环控制算法，并构建了软件程序流程，完成了软件程序的编写、调试及与硬件系统的联调。 (5)搭建了HEFS电机实验平台，对HEFS电机控制系统进行了实验验证。首先完成了电机静态特性的测量，然后完成了样机在稳态下的性能测试实验。在仿真所建立的效率最优控制下最优电流组合基础之上，进行了一系列实验验证和结果分析。 |
| 作者： | 廖金国 |
| 专业： | 电气工程 |
| 导师： | 花为;范小斌 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东南大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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