電動(dòng)汽車異步電機(jī)弱磁轉(zhuǎn)矩優(yōu)化方法研究.pdf

1、2012年，國際油價(jià)再創(chuàng)新高，石油已經(jīng)不再是一種廉價(jià)的能源，純電動(dòng)車是解決燃油車輛所帶來的能源和環(huán)境問題最有希望的方案之一。
　　 矢量控制技術(shù)以其良好的動(dòng)靜態(tài)性能在電動(dòng)汽車中得到了廣泛應(yīng)用，但這種控制系統(tǒng)當(dāng)電機(jī)頻率上升到基頻后，電池電壓已經(jīng)無法提供隨著轉(zhuǎn)速增加而不斷升高的反電動(dòng)勢，使得電機(jī)轉(zhuǎn)速無法繼續(xù)上升。因此需要通過減小電機(jī)磁場來使電機(jī)運(yùn)行在額定轉(zhuǎn)速以上，即弱磁控制。
　　 電機(jī)運(yùn)行在弱磁區(qū)域時(shí)，弱磁控制策略很大程度

2、上決定了電機(jī)的轉(zhuǎn)矩輸出能力。傳統(tǒng)弱磁控制方法使轉(zhuǎn)子磁場與轉(zhuǎn)速成反比。這種控制方法雖然簡單，但是忽略了定子電壓中的漏抗壓降，電壓往往提前達(dá)到飽和，而且傳統(tǒng)弱磁控制方法動(dòng)態(tài)響應(yīng)慢，在高速區(qū)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩能力不能充分發(fā)揮。基于電壓檢測的弱磁控制方法通過兩個(gè)PI調(diào)節(jié)器來自動(dòng)調(diào)節(jié)弱磁區(qū)勵(lì)磁電流和轉(zhuǎn)矩電流的分配，該方法動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，在電機(jī)的整個(gè)運(yùn)行區(qū)域能產(chǎn)生最大的轉(zhuǎn)矩，對參數(shù)依賴小，但是該方法在傳統(tǒng)的矢量控制技術(shù)上增加了兩個(gè)PI調(diào)節(jié)器，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜，系統(tǒng)參數(shù)

3、整定難度很大。論文針對傳統(tǒng)弱磁控制方法和基于電壓檢測弱磁控制方法中存在的問題，通過對電機(jī)弱磁區(qū)域運(yùn)行狀態(tài)的研究，采用有效的弱磁轉(zhuǎn)矩優(yōu)化方法，從而提高了電機(jī)在弱磁區(qū)域的轉(zhuǎn)矩輸出能力。
　　 論文以交流異步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型為基礎(chǔ)，詳細(xì)分析了電機(jī)在電流和電壓限制條件下的運(yùn)行狀態(tài)。針對異步電機(jī)在不同區(qū)域的運(yùn)行特征，分析了論文采用的弱磁控制方法，并以提升弱磁區(qū)轉(zhuǎn)矩輸出能力和動(dòng)態(tài)特性為目的，研究了弱磁控制系統(tǒng)的兩個(gè)關(guān)鍵問題：弱磁區(qū)域的判斷和弱

4、磁區(qū)域電流的分配策略。
　　 論文在Matlab/Simulink中搭建了基于電動(dòng)汽車異步電機(jī)的轉(zhuǎn)子磁場定向矢量控制模型。對傳統(tǒng)弱磁控制方法和論文采用的弱磁控制方法進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。最后以TI公司生產(chǎn)的DSP芯片TMS320F28035為控制核心，設(shè)計(jì)了一款用于電動(dòng)汽車的電機(jī)控制器，搭建了系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺。在此基礎(chǔ)上對異步電機(jī)矢量控制技術(shù)和高速時(shí)異步電機(jī)弱磁控制方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，并對實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)的問題進(jìn)行了分析和解決。試驗(yàn)和仿真結(jié)果