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电动汽车IPMSM驱动系统的弱磁控制
| 论文题名： | 电动汽车IPMSM驱动系统的弱磁控制 |
| 关键词： | 电动汽车;永磁同步电机;弱磁控制;安全运行 |
| 摘要： | 随着汽车电气化过程的不断推进，世界各国政府和知名汽车企业对电动汽车的研发投入持续增加。伴随人们对内燃机汽车尾气污染排放以及由此引起的雾霾天气的关注加大，具有环境友好型的纯电动汽车将会在未来汽车销售市场占有重要的一席之地。IPMSM因其高功率密度及优良的弱磁扩速特性，已成为纯电动汽车首选驱动电机，但是IPMSM驱动系统在弱磁运行时出现的PI调节器饱和失调故障，迫切需要开展IPMSM系统高效安全的弱磁控制策略研究，对于实现电动汽车的安全可靠运行具有重要的意义。 考虑实际车用IPMSM驱动电机的宽调速运行和电流工况大范围变化特点，首先基于有限元分析获得计及磁路饱和及交叉饱和影响的IPMSM在同步旋转d-q坐标系下的数学模型，并给出矢量控制的IPMSM系统在恒转矩控制模式和弱磁控制模式下的定子电流指令表达式。 针对车载电驱动系统逆变器直流侧电压有限，传统的双电流闭环IPMSM系统存在电流PI调节器在弱磁运行时极易出现的饱和失调技术不足，鉴于IPMSM本身所固有的直、交轴电流相互耦合特性，提出了自适应负载运行工况的基于单直轴电流PI调节的IPMSM弱磁控制方案，旨在实现IPMSM在弱磁区的高效稳健运行。 为了克服单直轴电流PI调节的IPMSM弱磁控制方案依赖于电机参数的不足，根据逆变器输出电压矢量在弱磁区只有一个控制自由度的特点，在详细分析电压矢量相位角和IPMSM电磁转矩内在关系的基础上后，提出基于电压矢量相位角的IPMSM弱磁控制方案。考虑到实际控制系统存在数字离散延时，加剧了IPMSM高速运行时直、交轴耦合效应，给出了相应的容错离散延时的补偿措施，确保建议的弱磁控制方案顺利实施。最后，根据IPMSM运行于弱磁区时电压矢量相位角和电磁转矩单调递增关系设计PI转矩控制器，实现基于电压矢量相位角的IPMSM在弱磁区安全可靠地高效运行。 |
| 作者： | 刘子豪 |
| 专业： | 电气工程 |
| 导师： | 李红梅 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 合肥工业大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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