混合動(dòng)力汽車(chē)用永磁式行星齒輪電機(jī)控制系統(tǒng)研究.pdf

1、混合動(dòng)力汽車(chē)(hybridelectricvehicles，簡(jiǎn)稱(chēng)HEVs)，在保持傳統(tǒng)燃油汽車(chē)特點(diǎn)的同時(shí)，能有效提高燃油經(jīng)濟(jì)性、大大降低尾氣排放，受到國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注和高度重視。在結(jié)構(gòu)上，混合動(dòng)力汽車(chē)中一般存在所謂的“混合動(dòng)力合成系統(tǒng)”（也稱(chēng)機(jī)電動(dòng)力耦合系統(tǒng)或混合動(dòng)力總成系統(tǒng)），是一種用于將發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)的兩種動(dòng)力源進(jìn)行動(dòng)力合成、分配以及能量傳遞的部件?；旌蟿?dòng)力合成系統(tǒng)作為混合動(dòng)力汽車(chē)的關(guān)鍵核心部件之一，其性能的好壞直接影響著整車(chē)動(dòng)力

2、性能和燃油經(jīng)濟(jì)性，已成為衡量混合動(dòng)力汽車(chē)性能優(yōu)劣的重要標(biāo)志之一。
　　 本文針對(duì)混合動(dòng)力汽車(chē)的動(dòng)力合成系統(tǒng)，提出了一種新型永磁式行星齒輪電機(jī)(Magnetic-planetary-gearedPMBLmachine，簡(jiǎn)稱(chēng)MPG-PMBL電機(jī))。該電機(jī)通過(guò)引入非接觸永磁齒輪傳動(dòng)理論，將高功率密度、模塊化多相永磁無(wú)刷電機(jī)與高轉(zhuǎn)矩密度的永磁齒輪直接集成在一起，形成了全新的無(wú)刷化、多機(jī)械端口電機(jī)，有效克服了雙轉(zhuǎn)子電機(jī)中內(nèi)層電機(jī)功率等級(jí)受

3、空間限制、存在集電環(huán)、電刷的不足。該電機(jī)通過(guò)采用永磁式行星齒輪，在繼承機(jī)械式行星齒輪動(dòng)力合成優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了非接觸式的能量傳輸，有效降低了運(yùn)行噪聲和振動(dòng)，具有效率高、可靠性高和過(guò)負(fù)載保護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。本文主要介紹了MPG-PMBL電機(jī)基本結(jié)構(gòu)和工作原理，試制了原理樣機(jī)，構(gòu)建了基于DSP的MPG-PMBL電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)，并進(jìn)行了初步實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。初步研究表明，該類(lèi)電機(jī)通過(guò)永磁式行星齒輪，實(shí)現(xiàn)了非接觸式能量傳輸，在滿(mǎn)足混合動(dòng)力汽車(chē)場(chǎng)合不同動(dòng)力源合

4、成的同時(shí)，具有轉(zhuǎn)矩密度大，效率高，噪音低、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，在混合動(dòng)力汽車(chē)等多動(dòng)力源合成場(chǎng)合具有一定的應(yīng)用前景。
　　 論文的主要研究成果如下:
　　 1.提出了結(jié)構(gòu)新穎的MPG-PMBL電機(jī)，并詳細(xì)介紹了其工作原理和數(shù)學(xué)模型;
　　 2.基于Ansoft和Simplorer平臺(tái)，構(gòu)建了MPG-PMBL電機(jī)模型及其混合動(dòng)力合成系統(tǒng)仿真模型，深入分析了MPG-PMBL電機(jī)的電磁特性，并對(duì)汽車(chē)運(yùn)行于不同工況下機(jī)械功率流

5、與電功率流之間的傳輸配比關(guān)系作了詳盡的仿真分析;
　　 3.搭建了基于TMS320F28335DSP控制芯片的MPG-PMBL電機(jī)控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，設(shè)計(jì)了軟件、硬件相結(jié)合的驅(qū)動(dòng)及保護(hù)電路，并編寫(xiě)了軟件控制程序，為實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證奠定了基礎(chǔ);
　　 4.實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了MPG-PMBL電機(jī)的穩(wěn)態(tài)及動(dòng)態(tài)性能，并模擬驗(yàn)證了不同工況下，基于MPG-PMBL電機(jī)的混合動(dòng)力合成系統(tǒng)電功率流與機(jī)械功率流的傳輸特性，為MPG-PMBL電機(jī)在混合動(dòng)力領(lǐng)