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电动汽车异步电机弱磁转矩优化方法研究
| 论文题名： | 电动汽车异步电机弱磁转矩优化方法研究 |
| 关键词： | 电动汽车;异步电机;弱磁控制;矢量控制 |
| 摘要： | 2012年，国际油价再创新高，石油已经不再是一种廉价的能源，纯电动车是解决燃油车辆所带来的能源和环境问题最有希望的方案之一。 矢量控制技术以其良好的动静态性能在电动汽车中得到了广泛应用，但这种控制系统当电机频率上升到基频后，电池电压已经无法提供随着转速增加而不断升高的反电动势，使得电机转速无法继续上升。因此需要通过减小电机磁场来使电机运行在额定转速以上，即弱磁控制。 电机运行在弱磁区域时，弱磁控制策略很大程度上决定了电机的转矩输出能力。传统弱磁控制方法使转子磁场与转速成反比。这种控制方法虽然简单，但是忽略了定子电压中的漏抗压降，电压往往提前达到饱和，而且传统弱磁控制方法动态响应慢，在高速区电机的转矩能力不能充分发挥。基于电压检测的弱磁控制方法通过两个PI调节器来自动调节弱磁区励磁电流和转矩电流的分配，该方法动态响应快，在电机的整个运行区域能产生最大的转矩，对参数依赖小，但是该方法在传统的矢量控制技术上增加了两个PI调节器，实现复杂，系统参数整定难度很大。论文针对传统弱磁控制方法和基于电压检测弱磁控制方法中存在的问题，通过对电机弱磁区域运行状态的研究，采用有效的弱磁转矩优化方法，从而提高了电机在弱磁区域的转矩输出能力。 论文以交流异步电机的数学模型为基础，详细分析了电机在电流和电压限制条件下的运行状态。针对异步电机在不同区域的运行特征，分析了论文采用的弱磁控制方法，并以提升弱磁区转矩输出能力和动态特性为目的，研究了弱磁控制系统的两个关键问题：弱磁区域的判断和弱磁区域电流的分配策略。 论文在Matlab/Simulink中搭建了基于电动汽车异步电机的转子磁场定向矢量控制模型。对传统弱磁控制方法和论文采用的弱磁控制方法进行了仿真验证。最后以TI公司生产的DSP芯片TMS320F28035为控制核心，设计了一款用于电动汽车的电机控制器，搭建了系统实验平台。在此基础上对异步电机矢量控制技术和高速时异步电机弱磁控制方法进行实验研究，并对实验过程中出现的问题进行了分析和解决。试验和仿真结果表明，论文所采用的方法有效地提高了弱磁区电机的输出转矩。 |
| 作者： | 李才强 |
| 专业： | 电气工程 |
| 导师： | 刘和平 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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