電動(dòng)汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)容錯(cuò)控制策略的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著全球石油危機(jī)的不斷加深和日益嚴(yán)重的環(huán)境污染，世界各國(guó)開(kāi)始認(rèn)識(shí)到節(jié)能和減排是未來(lái)汽車技術(shù)發(fā)展的主要方向，而電動(dòng)汽車的發(fā)展可以有效的解決這兩個(gè)問(wèn)題。因此世界上主要的汽車生產(chǎn)國(guó)都開(kāi)始加大電動(dòng)汽車的研發(fā)力度，以使電動(dòng)汽車能盡快地被推廣普及。
　　 在電動(dòng)汽車中，交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是其核心的組成部分，因此交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的可靠性直接影響到電動(dòng)汽車能否安全運(yùn)行。交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)通常由電機(jī)、逆變器、傳感器和控制器組成。在實(shí)際應(yīng)用中，惡劣的工

2、作環(huán)境，機(jī)械疲勞等因素，使得交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的每個(gè)環(huán)節(jié)都有可能出現(xiàn)故障，從而影響到整個(gè)系統(tǒng)的正常工作，甚至導(dǎo)致系統(tǒng)癱瘓。其中，逆變器部分的電力電子器件及其驅(qū)動(dòng)電路相對(duì)于其他環(huán)節(jié)的故障發(fā)生率較高，其可靠性問(wèn)題沒(méi)有得到有效解決。目前多采用功率變換器的冗余設(shè)計(jì)來(lái)提高系統(tǒng)的容錯(cuò)能力，這種方法雖然可以在故障容錯(cuò)后不影響系統(tǒng)性能，但是備用的電力電子開(kāi)關(guān)器件在大部分情況下不參與運(yùn)行，造成了浪費(fèi)。
　　 本課題針對(duì)電動(dòng)汽車交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的逆

3、變器和電機(jī)統(tǒng)籌考慮，提出一套簡(jiǎn)單有效且成本低廉的故障容錯(cuò)方法。具體工作內(nèi)容如下:
　　 本文首先介紹了電動(dòng)汽車的發(fā)展背景和概況，并對(duì)現(xiàn)有的交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的故障檢測(cè)、隔離和容錯(cuò)控制方法作了簡(jiǎn)單的介紹，分析了這幾種方法的優(yōu)缺點(diǎn)。
　　 接下來(lái)闡述了本課題的研究目標(biāo)，并基于故障前后電機(jī)氣隙磁動(dòng)勢(shì)平衡的原理推導(dǎo)出容錯(cuò)控制算法。在異步電機(jī)中，由于氣隙不均勻和繞組的分布方式不同會(huì)在氣隙磁場(chǎng)中產(chǎn)生空間諧波，而電力半導(dǎo)體換流元件的開(kāi)關(guān)

4、狀態(tài)會(huì)在其輸出的電壓電流中疊加時(shí)間諧波?？臻g諧波和時(shí)間諧波都會(huì)影響到容錯(cuò)控制算法的推導(dǎo)結(jié)果，因此本文對(duì)這兩種諧波作了詳細(xì)的分析。然后利用異步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型，在simulink中搭建了一個(gè)可接入三相四線制驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的電機(jī)模型。并利用該模型對(duì)推導(dǎo)出的容錯(cuò)控制算法進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。
　　 最后本文設(shè)計(jì)并完成了電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)容錯(cuò)控制實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的搭建。以DSPTMS320F28335為控制芯片，四方變頻器為電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊，對(duì)一臺(tái)寧波象山大通電機(jī)廠生