車用永磁同步電機(jī)控制建模及實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)是新能源車的重要核心部件。新能源車的電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的特性決定了汽車行駛的主要性能指標(biāo)。電動(dòng)汽車整個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)分為兩部分，一部分是電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，是由電動(dòng)機(jī)、功率轉(zhuǎn)換器、控制器以及各種傳感器如電流、電壓及位置傳感器等等，另一部分即是機(jī)械部分，主要是變比控制等。電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的核心在于控制算法，當(dāng)一款永磁同步電機(jī)選定后，其內(nèi)在的性能參數(shù)基本就以確定，但是能否讓其發(fā)揮出最大公用是電機(jī)控制器開(kāi)法的重點(diǎn)。
　　本文根據(jù)電動(dòng)汽

2、車對(duì)動(dòng)力系統(tǒng)的性能要求即:(1)較寬的調(diào)速范圍:新能源車主要有兩種形式工況，一種是在啟動(dòng)、加速、爬坡時(shí)，要求工作在恒轉(zhuǎn)矩區(qū);另一種在高速區(qū)，要求電機(jī)工作在恒功率區(qū);(2)較高的功率密度:主要用于提高續(xù)航里程，在盡量小的車內(nèi)空間限制下、電池容量下，盡可能的提升續(xù)航里程;
　　(3)安全可靠:即要保證控制器的穩(wěn)定性及可靠性等;(4)過(guò)載能力:在啟動(dòng)、爬坡、加速具有4倍以上的過(guò)載能力。深入分析了永磁同步電機(jī)控制領(lǐng)域中的一些重要的控制算法

3、及控制實(shí)質(zhì)，使其滿足電動(dòng)汽車對(duì)動(dòng)力電機(jī)的控制器的要求。
　　主要研究工作如下:
　　(1)闡述永磁同步電機(jī)及控制的發(fā)展現(xiàn)狀，包括國(guó)內(nèi)外的新能源汽車對(duì)不同的電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的選型狀況，研究電機(jī)控制的意義，電機(jī)選型后其內(nèi)在參數(shù)就被固定下來(lái)，但是能否發(fā)揮出電機(jī)的功效就需要看電機(jī)控制器的控制能力。
　　(2)介紹永磁同步電機(jī)的類別，進(jìn)行永磁同步電機(jī)控制過(guò)程中的坐標(biāo)變換、永磁同步電機(jī)在旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)建模，包括前饋解耦等理論基礎(chǔ)。

4、
　　(3)為了實(shí)現(xiàn)在啟動(dòng)、加速、爬坡等有較寬的扭矩區(qū)間及過(guò)載能力，在高速區(qū)有較高的恒功率區(qū)間，對(duì)過(guò)調(diào)制控制進(jìn)行了理論析，建立模型進(jìn)行仿真分析，永磁同步電機(jī)的過(guò)調(diào)制的技術(shù)的運(yùn)用，有利于提高直流母線的電壓的利用率，實(shí)現(xiàn)全范圍電壓的輸出，也有利于提高過(guò)載能力;研究MTPA控制策略的實(shí)質(zhì)，在相同的硬件基礎(chǔ)的條件下，盡可能的輸出更大的轉(zhuǎn)矩，提高驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的過(guò)載能力;研究弱磁控制的內(nèi)在本質(zhì)，建立不同的弱磁控制模型，在傳統(tǒng)模型的基礎(chǔ)上增添的深度

5、弱磁的控制，保證更大功率的輸出及更高的電機(jī)轉(zhuǎn)速需求;研究永磁同步電機(jī)的直接轉(zhuǎn)矩控制，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，轉(zhuǎn)矩動(dòng)態(tài)響應(yīng)較快，對(duì)系統(tǒng)參數(shù)攝動(dòng)不明顯、抗外干擾強(qiáng)，即魯棒性強(qiáng);研究永磁同步電機(jī)的無(wú)速度傳感器的控制，對(duì)于產(chǎn)品的成本的縮減有較大的空間。
　　(4)依托某汽車企業(yè)平臺(tái)，分析車用電驅(qū)系統(tǒng)的性能需求，進(jìn)行永磁同步控制器的開(kāi)發(fā)，臺(tái)架標(biāo)定電機(jī)的外特性曲線;硬件在環(huán)、對(duì)拖試驗(yàn)調(diào)試電機(jī)控制器的軟件控制，驗(yàn)證相應(yīng)的控制功能等;最后，實(shí)車試驗(yàn)測(cè)試控制器開(kāi)