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EV用SRM制动馈能系统建模仿真
| 论文题名： | EV用SRM制动馈能系统建模仿真 |
| 关键词： | 制动馈能系统;开关磁阻电机;磁链特性;非线性建模;制动转矩控制 |
| 摘要： | 电动汽车制动馈能系统能在车辆制动时回收部分动能，是目前提高电动汽车续驶里程的一个研究热点。开关型磁阻电机（简称SRM）是出现在20世纪80年代的一种特种电机，其结构简单，定子和转子均由硅钢片制成，无任何永磁材料，定子上有集中绕组，可靠性高，价格便宜，被广泛用在航空航天领域，如美国四代战机F-35的电源系统就是由SRM构成的。SRM启动转矩大，启动电流小，很适合做电动汽车的驱动电机，再加上SRM从驱动状态切换到制动馈能状态及其简单，不需要增加任何辅助设备即可实现，因此本文电动汽车用SRM做驱动电机，在此基础上研究其制动馈能系统。SRM是基于磁阻最小原理工作的，这使得它工作在磁饱和状态，磁链特性复杂即其磁链与转子角度和相电流大小都呈现较强的非线性，很难找到解析表达式来描述磁链特性关系，这使得SRM的建模分析变得困难。 本文在ANSYS中对SRM进行了实体建模，然后用电磁场有限元分析法求得了不同转子角度和相电流下对应的磁链值，进而取得了SRM的磁链特性。基于对SRM工作时电磁场分布的对比分析和实测法的研究，本文提出了一种新的求取磁链特性的方法即路径积分法，并通过对比试验进行了验证。 在研究了传统SRM非线性模型后发现传统模型在建模时或多或少的都通过编写代码的方法实现部分功能，这使得所建模型的可读性差，通用性低，不利于交流学习，本文所建的SRM非线性模型完全基于Simulik搭建，通过Simpowersystem工具箱的应用省去功率变换器逻辑代码编写工作，通过Lookup table模块的应用省去了插值算法的代码编写工作。使模型的可读性和通用性有了提高。最后基于相电流变化分析对所建模型进行了验证。 仿真分析了制动转矩与开通角和关断角之间的变化关系，实现了角度控制算法对制动转矩的控制；仿真分析了相电流大小与输出转矩的变化关系，实现了通过控制相电流大小间接控制输出制动转矩的电流斩波控制算法。仿真分析了俩种控制算法对制动转矩的控制效果，并最终确定了电机控制方案。 在MATLAB中建立了电动汽车的整车模型，基于I曲线实现了前后轮制动力配置策略；基于对城市工况制动强度统计分析结果，制定了基于制动强度的电机制动力与摩擦制动力配置策略。最后将整车模型和电机模型进行了联合仿真，检验了制动力分配策略的有效性，以及电机控制方案在实际应用中的控制效果。 |
| 作者： | 任旭明 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 吕彩琴 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 中北大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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