電動汽車用基于新型磁編碼器的開繞組盤式永磁電機系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、面對能源危機和環(huán)境污染日益嚴(yán)重，加快推進電動汽車的技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化實施符合我國的能源安全和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。驅(qū)動電機系統(tǒng)作為電動汽車動力系統(tǒng)最為關(guān)鍵的核心部件之一，對電動汽車產(chǎn)品的續(xù)駛里程、價格成本和行駛安全性具有決定性影響，因此論文課題在對電動汽車用驅(qū)動電機系統(tǒng)的使用要求和產(chǎn)品要求進行分析總結(jié)的基礎(chǔ)上，對新型高效高可靠性低成本的電動汽車用驅(qū)動電機系統(tǒng)----基于磁編碼器的新型開繞組多盤式永磁電機系統(tǒng)進行開發(fā)和研制具有重要的理論研究意義和

2、現(xiàn)實實踐意義。本文圍繞高效、高可靠性、低成本的初衷，結(jié)合電動汽車場合的工況特點(空間限制多、速度范圍寬、震動沖擊大等)，依次對新型驅(qū)動電機系統(tǒng)的各主要組成部分(新型多盤式永磁電機、集成霍爾磁編碼器、驅(qū)動控制平臺和開繞組雙端級聯(lián)式機電系統(tǒng))進行了注重工程實現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)研究和總結(jié)，并在若干關(guān)鍵技術(shù)的處理上實現(xiàn)了涵蓋設(shè)計理念、加工工藝、微處理器實現(xiàn)方法、軟件調(diào)試方法和樣機測試方法等諸多方面的細(xì)節(jié)上的創(chuàng)新、完善和優(yōu)化。
　　本研究主要內(nèi)容

3、包括：⑴對于電動汽車用新型開繞組多盤式永磁電機，通過電機性能參數(shù)優(yōu)化匹配研究奠定電機電磁設(shè)計和控制器硬件全局匹配設(shè)計的基礎(chǔ)；通過磁路結(jié)構(gòu)選擇與簡化處理對高能效多盤式永磁電機實施結(jié)構(gòu)保障并簡化結(jié)構(gòu)參數(shù)預(yù)估；通過新型無軛組裝式定子結(jié)構(gòu)設(shè)計解決串聯(lián)磁路盤式電機定子的制造難題；提出轉(zhuǎn)子間雙向斜極轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)解決多盤式永磁電機齒槽轉(zhuǎn)矩組合疊加的問題；軸向分段機殼解決裝配困難的問題；電感參數(shù)測量方法和改進齒槽轉(zhuǎn)矩測量裝置解決樣機參數(shù)測量中的困難。⑵對于

4、高可靠性集成霍爾磁編碼器，從結(jié)構(gòu)和算法兩個方面進行增強電動汽車場合適用性的研究。分析和研究改進型磁編碼器信號發(fā)生結(jié)構(gòu)，增強抗震動能力，降低對加工和安裝工藝的要求；引進和開發(fā)新型具有容錯能力的高可靠性軸角轉(zhuǎn)換算法(映射查表法和雙同步坐標(biāo)變換鎖相環(huán)法)，彌補常用基本算法缺乏容錯能力且誤差抑制能力不足的現(xiàn)狀，同時對算法的微處理器實現(xiàn)過程進行程序優(yōu)化，并對算法進行實驗測試。⑶對于新型開繞組多盤式永磁電機的驅(qū)動控制平臺，通過基于全局性能參數(shù)匹配的

5、硬件系統(tǒng)設(shè)計研究，從硬件拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上提出盤式電機弱磁擴速困難問題的解決方案。電磁兼容設(shè)計則對電動汽車惡劣電磁環(huán)境中的電磁兼容設(shè)計方法進行研究總結(jié)。永磁電機穩(wěn)定開環(huán)標(biāo)量控制研究對程序耦合調(diào)試?yán)щy的問題進行解決，實現(xiàn)控制主程序的獨立調(diào)試。調(diào)節(jié)器參數(shù)設(shè)計和程序優(yōu)化設(shè)計，實現(xiàn)閉環(huán)矢量控制程序并優(yōu)化程序性能。最終通過實驗研究對硬件系統(tǒng)參數(shù)和控制程序進行實例調(diào)試和結(jié)果分析。⑷對于雙逆變器雙端級聯(lián)式機電系統(tǒng)調(diào)制策略，本文以電壓矢量調(diào)制為核心實現(xiàn)對雙端級