车载永磁同步电机的弱磁扩速技术研究

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1、中文图书分类号：TM351密级：公开UDC：621.3学校代码：10005硕士学位论文MASTERALDISSERTATION论文题目:车载永磁同步电机的弱磁扩速技术研究论文作者:林强强学科:控制科学与控制工程指导教师:宋建国副教授论文提交日期:2017年5月UDC：621.3学校代码：10005中文图书分类号：TM351学号：S201402126密级：公开北京工业大学工学硕士学位论文题目：车载永磁同步电机的弱磁扩速技术研究：英文题目：Researchon：Flux-WeakeningExpansionTechnologyofVehiclePermanentM

2、agnetSynchronousMotor论文作者：林强强学科专业：控制科学与工程研究方向：电力电子与电气传动申请学位：工学硕士指导教师：宋建国副教授所在单位：信息学部答辩日期：2017年5月授予学位单位：北京工业大学独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京工业大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：林强强日期：2017

3、年6月13日关于论文使用授权的说明本人完全了解北京工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。（保密的论文在解密后应遵守此规定）签名：林强强日期：2017年6月13日导师签名：宋建国日期：2017年6月13日摘要摘要永磁同步电机（PMSM）具有高效率、高功率密度、高扭矩-惯量比的优势，这些优势推动了其在电动汽车（EV）领域快速发展应用。但是，永磁体具有恒定磁通量的特性，严重制约了永磁同步电机在高转速需求电动车辆的应用。一般扩大调速范围有

4、两种不同的方法：增加驱动器的输入电压和磁通弱化。目前，常规电机驱动器的输入电压受电动汽车体积、重量的限制，在电池容量一定的前提下，弱磁控制成为最常用的扩速方法。本文从PMSM的数学原理入手，构建了以dq轴为坐标系的数学模型，研究了PMSM电压极限圆和电流极限圆的原理，分析发现了增大直轴电流可以减弱气隙磁通，从而实现宽调速范围。通过比较最大转矩电流比（MTPA）控制、最大输出功率控制、定子电流最佳控制等弱磁控制策略，设计了一种超前角弱磁控制系统。通过分析坐标变换、空间矢量脉宽调制(SVPWM)、PID闭环在矢量控制系统的应用，构建了PMSM弱磁矢量控制系统。使用

5、Matlab/Simulink构建超前角弱磁控制系统仿真模型，对SVPWM模块和弱磁控制系统仿真分析，验证了超前角弱磁控制设计的有效性；搭建了以TMS320F28335DSP为控制核心的硬件电路，基于CCS3.3开发平台对主控单元进行软件编程，利用Labview软件设计出具有监视和调试功能的上位机平台，实现在线联调；搭建弱磁控制实验台架，完成初始位置测试、SVPWM、弱磁控制试验，通过挖掘PMSM实验数据，分析验证了弱磁控制的可行性。关键词：电动汽车；永磁同步电机；矢量控制；空间矢量脉宽调制；超前角弱磁控制IAbstractAbstractPermanentm

6、agnetsynchronousmotor(PMSM)hastheadvantagesofhighefficiency,highpowerdensity,hightorque-inertiaratio.Theseadvantageshavecontributedtotherapiddevelopmentofelectricvehicles(EV).However,thepermanentmagnethasthecharacteristicofconstantmagneticflux,Theapplicationofpermanentmagnetsynchron

7、ousmotorinhighspeeddemandelectricvehicleisseriouslyrestricted.Generally,therearetwodifferentwaystoincreasethespeedrange:increasingthedriveinputvoltageandfluxweakening(FW).However,atpresent,theinputvoltageofaconventionalmotordriveislimitedbythevolumeandweightofanelectricvehicle,Under

8、thepremisethattheba