輕量型純電動(dòng)汽車(chē)用開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)研究.pdf

1、能源緊缺和環(huán)境污染是新世紀(jì)人類(lèi)面臨的重要問(wèn)題，也是目前人們關(guān)注的焦點(diǎn)，因此節(jié)能、環(huán)保的新能源汽車(chē)在此背景下應(yīng)運(yùn)面生。純電動(dòng)汽車(chē)以其在使用過(guò)程中實(shí)現(xiàn)了零排放、無(wú)污染、高效化等獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)而迅速崛起。
　　開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)（Switched Reluctance Motor，簡(jiǎn)稱(chēng)SRM）具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高、調(diào)速范圍寬、起動(dòng)扭矩大等眾多優(yōu)勢(shì)，發(fā)展迅速，在航空航天、紡織機(jī)械、石油開(kāi)采、電動(dòng)汽車(chē)等領(lǐng)域均有應(yīng)用。本文以一臺(tái)三相4kW-SRM為研

2、究對(duì)象，在深入分析電機(jī)工作原理的基礎(chǔ)之上，開(kāi)發(fā)與研制了一套具有一定實(shí)用性的純電動(dòng)汽車(chē)用低壓開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。
　　論文主要研究?jī)?nèi)容包括以下幾個(gè)方面:
　　(1)闡述開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的工作原理和控制方式，分析了電機(jī)分別作電動(dòng)運(yùn)行與制動(dòng)發(fā)電運(yùn)行時(shí)電路中電流回路與電機(jī)內(nèi)部磁場(chǎng)的形成。
　　(2)分析SRM結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和數(shù)學(xué)模型，并給出實(shí)驗(yàn)樣機(jī)的設(shè)計(jì)參數(shù)與實(shí)測(cè)靜態(tài)特性?；贏nsoft/Simplorer軟件，搭建開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的磁

3、場(chǎng)—電路耦合仿真模型，把磁場(chǎng)有限元計(jì)算與復(fù)雜的控制模型相結(jié)合，根據(jù)實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)，應(yīng)用不同的控制策略對(duì)電機(jī)本體輸出特性進(jìn)行了仿真分析。
　　(3)設(shè)計(jì)并制作SRM控制器的硬件電路。對(duì)多種電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，最終確定合適的方案，根據(jù)控制電路需求，設(shè)計(jì)電路參數(shù)并制作電路板。焊接、調(diào)試硬件電路，最后裝箱實(shí)現(xiàn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)控制器的模塊化。
　　(4)設(shè)計(jì)編寫(xiě)SRM控制器的軟件程序。控制器的處理器采用ST公司的芯片STM32F103RB

4、，該處理器以ARM Cortex-M3為核心，在RVMDK的環(huán)境下編寫(xiě)C語(yǔ)言程序，配合相應(yīng)的硬件電路完成信號(hào)采集與轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)計(jì)算，運(yùn)用相應(yīng)的控制算法實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的電動(dòng)運(yùn)行。
　　(5)基于驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)控制器的軟硬件設(shè)計(jì)，搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，完成SRM驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。分析了SRM在不同控制方式下的特性，并分別測(cè)量電機(jī)、控制器以及系統(tǒng)效率的分布特性、電機(jī)的機(jī)械特性等，全面分析評(píng)估系統(tǒng)性能，為SRM驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在純電動(dòng)汽車(chē)中的工程實(shí)用化提供理論