電動車用異步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的建模與仿真.pdf

1、由于傳統(tǒng)汽車的保有量急劇增大引發(fā)的一系列能源、氣候、噪聲、疾病、污染問題,清潔能源汽車無疑是汽車未來的發(fā)展方向,作為未來汽車的核心部件之一的電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng),一直是廣大學(xué)者和企業(yè)研發(fā)人員公關(guān)的主要課題.在前言中作者對交流調(diào)速技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r和電動汽車的不同驅(qū)動系統(tǒng)作了介紹.從對異步電機(jī)的PWM調(diào)速原理開始作了簡單介紹,并對空間電壓矢量變頻技術(shù)(SVPWM)作詳細(xì)分析,講述正六邊形磁鏈圓和近似圓形正多邊形磁鏈圓軌跡的PWM算法思想;然后論述三相

2、異步電機(jī)的動態(tài)數(shù)學(xué)模型的建立和坐標(biāo)變換技術(shù)的相關(guān)理論.從八十年代中期,德國Depenbrock和日本的Takahashi相繼提出了異步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)的思想起源,文章從直接轉(zhuǎn)矩控制的原理和方法做了說明,并根據(jù)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的組成作者在MATLAB/Simulink仿真平臺的基礎(chǔ)上,對異步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的各模塊:基于物理特性的電機(jī)動態(tài)數(shù)學(xué)模型,電機(jī)轉(zhuǎn)矩觀測器模型,電機(jī)定子磁鏈觀測器模型,定子磁鏈的幅值和在空間的區(qū)間判斷模塊,空

3、間電壓矢量的選擇模塊,轉(zhuǎn)矩控制器和磁鏈控制器模型、轉(zhuǎn)速PI調(diào)節(jié)器模塊進(jìn)行分別建模.并用30KW的樣機(jī)進(jìn)行仿真試驗(yàn),通過對系統(tǒng)在恒定負(fù)載下進(jìn)行仿真分析,通過設(shè)置不同的定子磁鏈容差,得到定子磁鏈容差對轉(zhuǎn)速的輸出特性、轉(zhuǎn)矩的輸出特性、定子磁鏈的輸出特性的影響程度;采用相同的方法同過仿真實(shí)驗(yàn)得出轉(zhuǎn)矩容差、轉(zhuǎn)速PI調(diào)節(jié)器的P、I幾個參數(shù)的改變對交流異步的轉(zhuǎn)速輸出特性、轉(zhuǎn)矩輸出特性、定子磁鏈輸出特性的影響,從中得出所建的仿真模型有良好的穩(wěn)態(tài)特性.系

4、統(tǒng)的轉(zhuǎn)速PI調(diào)節(jié)中,參數(shù)P、I的設(shè)置尤為重要,它不但影響電機(jī)轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩的響應(yīng)時間,還影響其超調(diào)量,造成起步時電機(jī)抖動;嚴(yán)重時使轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩發(fā)散.最后采用階躍負(fù)載施加在此電機(jī)模型上,得到直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的動態(tài)轉(zhuǎn)速輸出特性、轉(zhuǎn)矩輸出特性、定子磁鏈的動態(tài)輸出特性,從仿真結(jié)果可出此系統(tǒng)的動態(tài)特性還比較理想.該控制系統(tǒng)對從事電機(jī)控制和電動汽車仿真或電機(jī)的選型有重要的工程意義.在總結(jié)中說明了此異步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)還有待進(jìn)一步深入研究和完善的幾方面