无刷电机做电动汽车驱动电机时转矩脉动降低方法

《无刷电机做电动汽车驱动电机时转矩脉动降低方法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、无刷电机做电动汽车驱动电机时转矩脉动降低方法1绪论1.1电动汽车发展的背景需求汽车的实用化经历了100多年的历史。在这段时间中，人类经历了两次世界大战，但汽车工业还是获得了意想不到的繁荣景象。这也是石油得到广泛应用的结果。然而，近年来由此引来的负面问题接踵而至，能源问题、大气污染、地球温室效应、垃圾问题、环境污染问题以及关系到人类生存的诸多问题已越来越多的展现在我们面前。近年来环境问题日趋严重，研究表明，汽车尾气已成为环境问题的一项重大杀手。2013年1月至2月的华北地区大雾天气已经让市民感到深恶痛绝。汽车尾气排放物中有害气体主要包括一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC

2、)和氮氧化合物(NO)等。我国某城市对该市的机动车辆尾气污染程度做过如下初步调查：该市目前拥有机动车辆40万辆，并以年增率15%的速度增加。机动车年排放一氧化碳11.7万吨，相当于该市工业企业一氧化碳排放量的46倍。市区主要交通道路中心点一氧化碳超标2倍以上的达65%，在车流量高峰之际，有的监测点一氧化碳浓度高达每立方米70mg，超标6倍。在车流量比较集中的地方，如火车站等，氮氧化合物测点平均值为每立方米0.059mg，超标准0.18倍。这不得不让人们思考未来汽车的发展方向。如今，电动汽车成为人们最好的选择，这是因为电动汽车有着与生俱来的优越性，可以说是零排放、零污染

3、。我国在电动汽车技术研究领域高度重视[1]。我国在十五期间，确立了电动汽车三纵三横（三纵：混合动力汽车、纯电动汽车、燃料电池汽车；三横：电池、电机、电控）的研发战略。十一五期间，我国致力于研究电动汽车动力系统设计和关键零部件的设计研发。经过十年的科技攻关和上海世博会、十城千辆等示范工程，我国电动汽车技术从零开始到电动车关键部件、整车制造取得了长足的进展[2]。初步建立了电动汽车技术标准，并颁布多项国家行业标准。为了尽可能解决传统汽车工业带来的种种问题，增强世界汽车工业的可持续发展，适应全球经济发展趋势，世界各国政府、学术界、工业界都在加大对电动汽车开发投入的力度，加速

4、电动汽车发展的步伐。1.2电动汽车电机驱动系统选择电机驱动系统作为电动汽车核心技术之一，在电动汽车上起到了驱动车辆前进并且能够回收制动能量的作用[4]。在纯电动汽车和燃料电池汽车上，电机驱动系统作为车辆唯一的驱动力，提供了车辆行驶全部的驱动力，保证车辆的行驶动力性、平顺性等性能，其作用相当于传统汽车的发动机。但是，由于电机驱动系统能够工作在回馈制动状态，所以该系统还具备了传统发动机所无法实现的能量回馈功能，即电机驱动系统在车辆制动时，能够将车辆的动能通过驱动系统的发电特性转换为电能存储到车载电源系统中。日本相关企业和研究机构主要开发混合动力汽车，近几年来在批量生产的日

5、本电动汽车车型上以采用永磁同步电机驱动系统为主流。其主要优点是其效率比交流感应电机高，体积较小，但价格较贵。同时日本在电驱动系统集成化研究方面，尤其是混合动力总体驱动技术方面取得了显著的成效[5]。表1所示为日本几款电动汽车电驱动系统的主要指标。目前我国电动汽车驱动电机生产企业有30多家，但多数企业规模小，实力还较弱。驱动电机是新兴的电传动行业的一个分支，新兴的高新技术企业是这一行业的主力军之一，它们一般依托于高校或者科研院所，具有较强的技术水平，但由于成立不久，这些企业大多实力较弱，融资渠道单一，生产能力不强。除了新成立的高新企业外，我国有相当一部分驱动电机企业是由

6、传统电机制造商转型而来。我国拥有数量庞大的电机企业，其中很多企业有成熟的技术工人，较好的制造能力和一定的研发能力。2无刷直流电机控制方法及数学模型分析2.1无刷直流电机控制方法无刷直流电机是一种转子为永磁体、定子为交流线圈的变结构式直流电机，与普通直流电机不同的是，普通直流电机是靠电刷进行换相，每当直流电机的永磁体和通电线圈产生的转矩方向与所需要的产生稳定转矩的方向不一致时，通过机械结构的电刷进行换相，使线圈产生的电磁转矩可以继续提供稳定的电磁转矩。而无刷直流电机其实质就是一个由电动机本体、转子位置检测单元、电流逆变单元构成的系统，在该系统中，转子位置检测单元检测转子

7、信号，电流逆变单元根据所检测的转子位置信号，进行电子换相，换相的结果就是要保证在无刷直流电机运行时，定子磁场和线圈励磁产生的交流磁场始终保持垂直。根据无刷直流电机的特殊结构，无刷直流电机控制方法主要有三相半控电路、三相星型全控电路、三相三角形全控电路。其中全控电路又可分为两两导通方式和三三导通方式。三相半控电路中，每一想导通的时间只占整体时间的三分之一，电机效率利用低不说，且电机的转矩脉动系数较大。较为普遍的控制方案为三相全控中的两两导通方式。所谓两两导通和三三导通，是指在每一通电时刻有几个绕组通电，所述的两两导通模式是指每一通电时刻只有两相绕组通电