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电动汽车用永磁无刷直流电机换相转矩脉动控制研究
| 论文题名： | 电动汽车用永磁无刷直流电机换相转矩脉动控制研究 |
| 关键词： | 电动汽车;永磁无刷直流电机;换相转矩脉动;控制系统;仿真模型 |
| 摘要： | 永磁无刷直流电机具有功率密度大、转矩大、控制简单和运行稳定等优点,在航空航天,工业传动等领域得到广泛应用。随着电力电子技术、永磁材料技术的进步,其在电动汽车和混合动力汽车驱动上逐渐开始应用。但是,永磁无刷直流电机由于其结构特点和独特控制方式,存在转矩脉动大的问题。其中,换相转矩脉动问题是永磁无刷直流电机所固有的。换相转矩脉动影响无刷直流电机及其控制系统运转稳定性和可靠性,限制了它的应用范围。文章从减小和抑制永磁无刷直流电机换相转矩脉动角度出发,研究相应的控制方法。 文章分析永磁无刷直流电机控制系统的基本结构和工作原理,推导并建立其数学模型;利用Matlab/Simulink环境构建无刷直流电机控制系统的仿真模型,进行仿真分析,验证控制系统的正确性,为研究引起换相转矩脉动的原因及减小抑制换相转矩脉动的控制方法提供理论依据。 详细阐述永磁无刷直流电机引起换相转矩脉动的原因,分析采用传统的不同PWM调制方式下,换相转矩脉动的不同表现;基于pwm_on调制方式,文章提出一种减小和抑制换相转矩脉动的控制方法:在非换相区,采用pwm_on调制方式;在换相区,采用三相绕组同时调制的方法。分析在换相区控制系统电流流动情况及三相相电流变化情况,计算出换相区间三相绕组同时调制时的各相调制占空比,给出推导过程,得到调制占空比的数学表达式。 为验证文章所提方法的正确性和有效性,设计并制作电动汽车用永磁无刷直流电机控制器,详细阐述控制器各模块组成及工作原理,对控制器硬件电路平台和软件程序代码进行设计调试,搭建测试平台对设计制作的控制器进行实验测试;分别对采用传统调制方法和文章所提控制方法的永磁无刷直流电机进行实验,对比实验结果:设计的永磁无刷直流电机控制器能够正常工作,具有较好的运行性能;采用文章所提控制方法换相时,永磁无刷直流电机换相转矩脉动明显减小,文章所提出的控制方法可靠有效。 |
| 作者： | 卜德明 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 王大方 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工业大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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