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电动汽车用异步电机直接转矩控制研究
| 论文题名： | 电动汽车用异步电机直接转矩控制研究 |
| 关键词： | 电动汽车;异步电机;直接转矩控制;磁链观测;跟踪微分器 |
| 摘要： | 为了应对能源和环境问题,各国政府都非常重视电动汽车的发展。异步电机具有结构简单、噪声小、成本低、免维护等优点,随着异步电机控制手段的成熟,异步电机将成为电动汽车驱动系统的主流产品。 直接转矩控制具有结构简单、电机参数依赖小、快速动态响应等特点,适合在电动汽车上应用。本文从异步电机的数学模型出发,研究圆形磁链的直接转矩控制方案,分析电压空间矢量与定子磁链、电磁转矩之间的关系,磁链和转矩的调节采用滞环控制,给出电压矢量选择表。 定子磁链的准确观测是实现直接转矩控制的关键,磁链观测一般采用电压模型。为提高电压模型的低速和动态性能,在分析传统磁链模型的基础上,提出一种改进的低通滤波算法。首先引入跟踪微分器对采集的定子电流进行预处理以抑制测量噪声,然后对定子感应电动势进行幅值和相位的补偿,再通过低通滤波器得到定子磁链。低通滤波器的截止频率需要随定子角频率变化,取20％~30%的定子角频率。该方法能消除由引入低通滤波器而导致的磁链动态跟踪误差,提高异步电机的低速性能。 在Simulink中建立异步电机的直接转转矩控制模型,对各个模块进行较为详细的分析,用S函数实现变截止频率的低通滤波器。通过仿真分析,验证直接转矩控制系统的可行性,得到跟踪微分器和转速PI调节器的相关参数。 基于TMS320F28335芯片搭建异步电机的直接转矩控制实验平台。试验采用一个185W的三相鼠笼异步电机,针对传统磁链观测方法和本文提出的磁链观测方法分别编写控制程序,进行对比实验。试验结果表明本文方案有利于提高异步电机直接转矩控制系统的动态性能,改善低速性能,磁链观测精度受定子频率突变的影响小,可减小电流谐波,抑制转速的波动,效果较好。 |
| 作者： | 胡振飞 |
| 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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