混合动力汽车用永磁同步电机驱动控制系统的容错研究

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1、混合动力汽车用永磁同步电机驱动控制系统的容错研究重庆大学硕士学位论文（专业学位）学生姓名：魏育文指导教师：简毅副教授学位类别：工程硕士（机械工程领域）重庆大学机械工程学院二O一五年五月Fault-tolerantResearchonTheDriveControlSystemofPermanentMagnetSynchronousMotorforHybridVehiclesAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementforTheProf

2、essionalDegreeByWeiYuwenSupervisedbyAss.Prof.JianYiSpecialty:ME(MechanicalEngineeringField)CollegeofMechanicalEngineeringofChongqingUniversity,Chongqing,ChinaMay,2015重庆大学硕士学位论文中文摘要摘要随着全球经济发展及人们购买力的提高，汽车作为当前受众度较高的代步工具其需求量每年都在大规模地增加，然而由于传统汽车以内燃机燃油或燃气作为动力输出，其无疑为环境及能源问题增加负担

3、。当前随着世界范围内能源危机及环境污染的严峻性，汽车节能、减排的特性越来越引起重视，是未来新型车辆所需具备的性能，而电动汽车的提出为汽车的发展提供了新的方向，可有效缓解环境及能源问题。对于电动汽车，其包括纯电动汽车及混合动力汽车，本文以后者为研究应用对象。混合动力汽车中其交流电机驱动控制系统是整个车体系统中重要的组成，其运行的安全、可靠性将直接影响到汽车行驶的性能。在汽车交流电机驱动控制系统中，其包括有三相逆变器、各路传感器、控制器以及车用电机等部分，因汽车在行驶过程中受路况、机械疲劳等影响，其电机驱动系统的某一部分可能会产生故障问题

4、，影响到电机的驱动性能，进而可能影响到汽车的使用安全性，本文以此为出发点，对汽车中的电机驱动控制系统进行研究分析，进而针对性地提出容错方法，以提高电机的安全、可靠性能，为汽车本身及车上人员增加安全保险，其具体研究内容如下所述：本文首先是对当前混合动力汽车的发展背景及概况予以介绍，并对混合动力汽车中使用的电机特性及运行机理进行分析，提出容错的概念及其主要方式。其次是对永磁同步电机的建模过程进行分析，以Clarke变换及Park变换为基础提出空间电压矢量(SVPWM)对电机驱动控制的实现，对三相六开关模式下的SVPWM的工作机理及以DSP

5、处理器为核心的实现过程进行分析，从而为后文容错方式针对性地分析。然后通过上述分析、了解，对同步电机驱动控制系统中的各模块如功率开关管逆变器、传感器、DSP处理器等故障问题进行分析，主要着手于软、硬件方面，并以此建立逆变器拓扑容错方式、传感器过流、过电压检测及保护容错以及控制器上的相关容错等；最后，利用DSP处理器TMS320F28335进行软、硬件设计，并在Matlab/Simulink下建立永磁电机驱动控制系统的模型，就其在正常态及故障情况下的运行状态进行仿真，通过对仿真结果的分析验证容错方式实现的可行性。关键词：永磁同步电机，驱动

6、控制，SVPWM，功率逆变器，DSP，容错I重庆大学硕士学位论文英文摘要ABSTRACTAstheincreasingglobaleconomicdevelopmentandcustomers'purchasingability,carplayingasatraveltoolreceivesgreatpopularityfromthepublicanditsdemandsincreaseonalargescaleeveryyear.However,duetothetraditionalcarisdrivenbyinternalcomb

7、ustionenginefuelingwiththeoilorthegas,itbringsburdentotheenvironmentandenergyproblems.Currently,withthegravityoftheworldwideenergycrisisandenvironmentalpollution,thecharacteristicsofenergy-savingandemissionreductionforacarhasreceivedmoreattention,andwillbetherequiredper

8、formanceoffuturenewvehicles,therefore,theproposeofelectriccarprovidesanewdirectionforthevehicles’development,w