電動車用永磁同步電機相電壓補償策略研究.pdf

1、節(jié)能與環(huán)保已成為21世紀(jì)各行業(yè)發(fā)展的主題，而純電動汽車則被認(rèn)為是汽車行業(yè)在新的應(yīng)用背景下最具競爭力的發(fā)展方向之一。在純電動汽車中，電驅(qū)動系統(tǒng)是決定其性能的核心部件，而電機及其控制技術(shù)則是影響電驅(qū)動系統(tǒng)的關(guān)鍵因素。車用永磁同步電機以其高功率密度、高效率、平滑的調(diào)速特性等特有的優(yōu)勢成為最具應(yīng)用前景的動力電機之一。矢量控制技術(shù)則以其優(yōu)越的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩控制精度成為車用永磁同步電機驅(qū)動系統(tǒng)的主流方案；隨著純電動汽車的動力電池不斷向高壓化發(fā)展，系統(tǒng)的

2、非理想特性被放大，相電壓波形畸變也變得更加嚴(yán)重，制約了永磁同步電機驅(qū)動系統(tǒng)性能的發(fā)揮。研究內(nèi)容針對以上兩個熱點問題展開，推導(dǎo)了永磁同步電機的矢量控制模型，提出了基于相電壓實時反饋的補償策略。
　　首先介紹了永磁同步電機的結(jié)構(gòu)及定轉(zhuǎn)子磁場之間的作用機理，分別給出了永磁同步電機在三相靜止坐標(biāo)系、兩相靜止坐標(biāo)系和同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的磁鏈方程、電壓方程以及電磁轉(zhuǎn)矩方程，從機電能量轉(zhuǎn)換的角度定量分析了電磁轉(zhuǎn)矩的大小，在同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下簡化了電

3、磁轉(zhuǎn)矩方程，并依據(jù)簡化后的轉(zhuǎn)矩方程設(shè)計了永磁同步電機的矢量控制模型。
　　分析相電壓畸變的產(chǎn)生機理和影響因素，并量化誤差的大小及極性。由相電壓誤差的分析過程反推得到補償電壓的形式，確定補償電壓的幅值和補償電壓的極性為兩個重點研究變量，并分別展開分析。通過仔細(xì)推導(dǎo)，發(fā)現(xiàn)補償電壓的幅值和極性都可借由補償時間來確定，并由此定義了等效電流極性，簡化了問題。根據(jù)補償時間的變化特性設(shè)計了基于相電壓實時反饋的補償時間測量方案，并給出完整的相電壓

4、補償策略。
　　在提出的相電壓補償策略的基礎(chǔ)上，設(shè)計了仿真實驗。首先驗證了補償電壓的幅值和極性確實可以由補償時間準(zhǔn)確求得，然后進(jìn)行了對比仿真實驗，對實驗所得電壓和電流波形進(jìn)行傅里葉分析，量化補償效果。仿真結(jié)果表明，本文提出的相電壓補償方案能夠大大改善電壓和電流波形質(zhì)量。
　　最后，在搭建仿真模型的基礎(chǔ)上，設(shè)計并制作了硬件平臺，分析了硬件反饋模塊的設(shè)計思想，給出了算法的核心流程，驗證了實驗平臺的有效性。在搭建的實驗平臺上，設(shè)計