電動(dòng)汽車用新型永磁復(fù)合輪轂電機(jī)控制系統(tǒng)研究.pdf

1、21世紀(jì)以來，全球面臨著日益嚴(yán)峻的能源與環(huán)境的挑戰(zhàn)，發(fā)展清潔、高效和安全的汽車將是實(shí)現(xiàn)交通可持續(xù)發(fā)展的必由之路。其中，電動(dòng)汽車以其在使用過程中超低排放、能源利用高效和多元化、便于實(shí)現(xiàn)智能化控制等優(yōu)勢受到推崇，呈現(xiàn)快速發(fā)展態(tài)勢。而電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)都是電動(dòng)汽車不可缺少的一部分，根據(jù)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)車輪方式的不同可以分為集中電機(jī)驅(qū)動(dòng)與輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)兩大類。集中電機(jī)驅(qū)動(dòng)是通過行星齒輪及變速箱使電動(dòng)機(jī)間接地驅(qū)動(dòng)車輪，然而，行星齒輪及變速箱都存在齒輪潤滑維護(hù)、

2、傳輸損耗及機(jī)械噪聲等問題。近年來，輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)優(yōu)勢倍受重視。電動(dòng)汽車輪轂電機(jī)的驅(qū)動(dòng)方式分為外轉(zhuǎn)子直接驅(qū)動(dòng)和內(nèi)轉(zhuǎn)子間接驅(qū)動(dòng)，但間接驅(qū)動(dòng)中仍存在減速機(jī)構(gòu)及齒輪的磨損問題；直接驅(qū)動(dòng)無減速機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)更為簡單緊湊，效率得到進(jìn)一步提升，但需要提供大轉(zhuǎn)矩時(shí)，電機(jī)電流較大。磁齒輪具有無機(jī)械接觸、噪聲低、無需潤滑、過載自動(dòng)保護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。本文將研究一種同心式磁齒輪與永磁無刷電機(jī)復(fù)合而形成的新型永磁復(fù)合輪轂電機(jī)。本文對(duì)該電機(jī)的穩(wěn)態(tài)、動(dòng)態(tài)性能以及控制策略均進(jìn)行了

3、研究，在仿真的基礎(chǔ)上，基于TMS320F2812數(shù)字控制驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)平臺(tái)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，驗(yàn)證了該新型永磁復(fù)合輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的相關(guān)性能。本文的工作為該電機(jī)的進(jìn)一步研究及其在電動(dòng)汽車領(lǐng)域上的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。
　　首先，介紹了該新型永磁復(fù)合輪轂電機(jī)的基本工作原理，并分別在定轉(zhuǎn)子坐標(biāo)系下建立了該新型永磁復(fù)合輪轂電機(jī)的數(shù)學(xué)模型，分析了矢量控制方法在該電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中應(yīng)用的可行性。在對(duì)該電機(jī)的反電動(dòng)勢、電感等特性進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，以控制算法簡

4、便易行、轉(zhuǎn)矩輸出平滑為目標(biāo)，得到了該新型永磁復(fù)合輪轂電機(jī)的控制策略。
　　其次，基于Matlab/Simulink平臺(tái)建立了該復(fù)合電機(jī)以及驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的仿真模型，并進(jìn)行了原理的仿真驗(yàn)證以及電機(jī)穩(wěn)態(tài)、動(dòng)態(tài)運(yùn)行的仿真研究。
　　最后，基于數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)TMS320F2812設(shè)計(jì)了該新型永磁復(fù)合輪轂電機(jī)數(shù)字驅(qū)動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，包括信號(hào)調(diào)理、電流檢測以及軟硬件結(jié)合的綜合保護(hù)等相關(guān)電路。并在此實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，實(shí)現(xiàn)了電流控