原文传递
电动汽车永磁同步电机控制系统关键技术研究
| 论文题名： | 电动汽车永磁同步电机控制系统关键技术研究 |
| 关键词： | 电动汽车;永磁同步电机;最大转矩电流比;逆变器;无位置传感器;弱磁扩速;控制系统 |
| 摘要： | 由于全球日益严峻的环境污染、能源危机和气温变暖等原因，电动汽车的发展日益受到人们的重视。电机驱动系统作为电动汽车的重要部分，其高性能运行及可靠性对整车的运行性能和行车的安全有直接影响。本文针对电动汽车永磁同步电机(PMSM)控制系统的最大转矩电流比(MTPA)控制、弱磁扩速控制、无传感器控制、逆变器容错控制等关键技术进行了研究。论文主要工作如下: 1、分析了矢量坐标变换的原理，给出了电动汽车PMSM矢量控制的数学模型。分析了电动汽车PMSM控制系统的控制策略，提出了一种考虑电机饱和效应的MTPA控制方法，实验表明在相同的最大电流条件下，应用该方法的转矩输出能力比id=0控制方法有显著提高;提出了一种参数在线估算的MTPA控制方法，该方法能够在线观测出d、q轴电感，不需要查表，减小了响应时间，提高了控制精度。 2、分析了电动汽车PMSM弱磁控制原理，研究了PMSM的弱磁控制轨迹，采用了一种基于电压闭环的电动汽车PMSM的弱磁控制方法，在母线电压不变的情况下，增大了电机的转速范围，能够由恒转矩模式平稳快速地过渡到弱磁工作模式，具有良好的控制性能。 3、研究了基于滑模观测器方法、扩展反电势方法和高频电压信号注入方法的PMSM转子位置检测方法，提出了一种电动汽车PMSM无位置传感器的转子位置检测方法，该方法在低速时采用高频信号注入法检测转子位置，保证了转子位置和速度的检测精度;在高速时采用扩展反电势法检测转子位置，保证了系统的响应速度及对参数变化的鲁棒性，能够实现在全速范围内电动汽车PMSM无位置传感器的转子空间位置和速度的检测，并且在两种速度之间实现平滑切换。 4、分析了三相四开关SVPWM原理及算法，研究了电动汽车PMSM的三相四开关逆变器容错控制方法。针对位置传感器和逆变器均发生故障的情况，提出了一种基于扩展反电势法的电动汽车PMSM三相四开关容错控制方法，该方法能够较准确得到转子位置信号，且在额定电压以下仍能正常运行。 5、设计了基于TMS320F2407 DSP的全数字控制系统，建立了电动汽车PMSM控制系统的实验平台，实现了电动汽车PMSM系统的MTPA控制、弱磁控制、无传感器控制策略。对实验平台进行了台架测试，测试结果显示所设计的电机控制系统满足电动汽车驱动性能的要求。 |
| 作者： | 黄鹏 |
| 专业： | 机械设计及理论 |
| 导师： | 苗长云 |
| 授予学位： | 博士 |
| 授予学位单位： | 天津工业大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
