电动车用开关磁阻电机控制系统研究及实现

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1、硕十学{!：)：论文摘要随着当前石油资源短缺和环境污染的加剧，电动汽车的发展又受到人们的重视。目前，作为电动汽车驱动用电机有很多，开关磁阻电机因其结构简单、成本低、整个系统具有效率高、可控参数多、起动电流小、起动转矩大等特点，是极具发展潜力的电动车驱动电机之一。有关开关磁阻电机的研究历史是随着电力电子技术以及微电子技术的发展而不断进步的。丌关磁阻电机调速系统是一种新型的变速拖动系统，其调速性能与其他调速系统相比更加优良，它由双凸极的磁阻电机、功率变换器、位置传感器、控制器组成。虽然其具有很好的调速性能，但也存在许多问题，比如开关磁阻电机

2、理想的实用数学模型很难建立，电机转矩脉动、噪音大，位置传感器的使用增加了电机的结构复杂性而降低可靠性，这些问题都有待进一步研究和完善。本文在对前人研究成果以及大量资料文献的了解下，介绍了当前电动车车用电机的情况和发展趋势，通过对比其他调速系统，分析说明了开关磁阻电动机调速系统的优缺点。全面总结了开关磁阻电动机的发展方向及应用前景，描述了丌关磁阻电动机调速系统的四个组成部分和运行情况。从分析SR电机的性能入手，在Matlab／Simulink下建立了开关磁阻电机的线性仿真模型，并对模型进行了详细的仿真分析研究。对比分析各种丌关磁阻电机的非

3、线性模型，在此基础上设计了一种简化了的非线性电感模型，仿真结果表明此方法能简单精确地拟合电机的性能，取得很好的效果。文章中还建立一种基于模糊神经网络的非线性模型，并对比分析了三神方法，仿真中确定了电机的最优开通关断角，在此基础上实现了电流斩波控制、角度位置控制、变幅值电流斩波控制以及分段双闭环PI控制，仿真结果表明，它实现了电机的正常运行，很好的抑止了电机转矩脉动，同时有效地降低了噪声。文章中还实现一种简单的转矩分配函数，进行转矩分配控制器的设计，有效地抑制转矩脉动。论文最后实现了四相电机控制器的设计，采用专用的DSP电机控制芯片，充分

4、利用此芯片的资源设计出一种基于智能功率模块IPM的四相电机的功率驱动电路，并对位置检测、电流检测等外围电路进行了设计，对系统进行了软件的分析和编程实现。这为以后运用在电动车上作为驱动系统打下了坚实的理论基础。关键词：开关磁阻电机；角度位置控制；电流斩波控制；DSP；IPM；II电动车用开关磁阻电机控制系统研究及实现III■■■■■●●■■■■●■■■■■_■●E

5、E目_=，∞目■t■■■■■■■■●■■■■■■●■■■●■■-ABSTRACTWithshortageofpetroleumresourcesandincreasedenvi

6、ronmentalpollution，thedevelopmentofelectricvehicleshasbeenhighlighted．Currently，manymotorwereusedinelectricvehicles，SwitchedReluctanceMotor(SRMlseemstobeoneofthebestsolutionofelectricvehiclesdrivingmotorduetoitsgoodperformancesuchassimplestructure，low—cost，efficientsyste

7、m，multi·controllableparameters，start-upcurrentsissmallbutstart—uptorqueishigh．Ithasgreatpotentialfordevelopment．ResearchhistoryonSRMisaccompaniedbythedevelopmentoftheelectronicsandmicroelectronicstechnology．SwitchedReluctanceMotorDrivesystem(SRD)isanewtypeofspeedregulati

8、ngsystem，whichiscomposeofdouble-salientreluctancemotor,powerconverter,positionsensorandcontroller．Thoughithasgoodperformanceinspeedadjustment，thebasictheoryandcontrolstrategyonSRMarestillimperfectbecausetherearemanyquestionssuchashighelectricaltorqueripple，highnoise，thep

9、ositionsensorswhichincreasethecomplexityofstructuresandreducethereliability，andtheseissuesaresubjecttof