電動(dòng)車(chē)用永磁同步電機(jī)相電壓補(bǔ)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(dòng)汽車(chē)則被認(rèn)為是汽車(chē)行業(yè)在新的應(yīng)用背景下最具競(jìng)爭(zhēng)力的發(fā)展方向之一。在純電動(dòng)汽車(chē)中，電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是決定其性能的核心部件，而電機(jī)及其控制技術(shù)則是影響電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的關(guān)鍵因素。車(chē)用永磁同步電機(jī)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(shì)成為最具應(yīng)用前景的動(dòng)力電機(jī)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(chē)用永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的主流方案；隨著純電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)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(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)性能的發(fā)揮。研究?jī)?nèi)容針對(duì)以上兩個(gè)熱點(diǎn)問(wèn)題展開(kāi)，推導(dǎo)了永磁同步電機(jī)的矢量控制模型，提出了基于相電壓實(shí)時(shí)反饋的補(bǔ)償策略。
　　首先介紹了永磁同步電機(jī)的結(jié)構(gòu)及定轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)之間的作用機(jī)理，分別給出了永磁同步電機(jī)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(jī)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(jiǎn)化了電

3、磁轉(zhuǎn)矩方程，并依據(jù)簡(jiǎn)化后的轉(zhuǎn)矩方程設(shè)計(jì)了永磁同步電機(jī)的矢量控制模型。
　　分析相電壓畸變的產(chǎn)生機(jī)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(guò)程反推得到補(bǔ)償電壓的形式，確定補(bǔ)償電壓的幅值和補(bǔ)償電壓的極性為兩個(gè)重點(diǎn)研究變量，并分別展開(kāi)分析。通過(guò)仔細(xì)推導(dǎo)，發(fā)現(xiàn)補(bǔ)償電壓的幅值和極性都可借由補(bǔ)償時(shí)間來(lái)確定，并由此定義了等效電流極性，簡(jiǎn)化了問(wèn)題。根據(jù)補(bǔ)償時(shí)間的變化特性設(shè)計(jì)了基于相電壓實(shí)時(shí)反饋的補(bǔ)償時(shí)間測(cè)量方案，并給出完整的相電壓

4、補(bǔ)償策略。
　　在提出的相電壓補(bǔ)償策略的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了仿真實(shí)驗(yàn)。首先驗(yàn)證了補(bǔ)償電壓的幅值和極性確實(shí)可以由補(bǔ)償時(shí)間準(zhǔn)確求得，然后進(jìn)行了對(duì)比仿真實(shí)驗(yàn)，對(duì)實(shí)驗(yàn)所得電壓和電流波形進(jìn)行傅里葉分析，量化補(bǔ)償效果。仿真結(jié)果表明，本文提出的相電壓補(bǔ)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(jì)并制作了硬件平臺(tái)，分析了硬件反饋模塊的設(shè)計(jì)思想，給出了算法的核心流程，驗(yàn)證了實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的有效性。在搭建的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上，設(shè)計(jì)