电动汽车用永磁同步电机直接转矩控制研究

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1、分类号:U4610710-2015122009硕士学位论文电动汽车用永磁同步电机直接转矩控制研究曲亚飞导师姓名职称李耀华副教授申请学位类别工学硕士学科专业名称车辆工程论文提交日期2018年4月20日论文答辩日期2018年5月28日学位授予单位长安大学ResearchonDirectTorqueControlinPermanentMagnetSynchronousMotorforElectricVehicleAThesisSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：QuYafeiSupervisor：AssociateProf.LiYa

2、ohuaChang’anUniversity,Xi’an,China由扫描全能王扫描创建摘要直接转矩控制技术直接将定子磁链和转矩作为控制变量，对电机参数依赖性小，结构简单，具有快速的动态响应，是一种高性能的控制策略。本文以电动汽车用永磁同步电机直接转矩控制系统为研究对象，结合零电压矢量和预测控制，重点对电压矢量选择策略进行了研究，对直接转矩控制在电动汽车上的应用具有一定的意义。本文分析了采用开关表的永磁同步电机直接转矩控制系统，研究了零电压矢量的作用，施加零电压矢量同时减小定子磁链幅值和转矩，在此基础上给出了普通含零电压矢量开关表。由于零电压矢量具有两种不同的开关状态

3、，提出了零电压矢量开关状态选择策略，基于此策略，给出了新型含零电压矢量开关表。结合非零电压矢量和零电压矢量各自的特点，给出了自适应变电压矢量开关表。仿真结果证明了给出的三种开关表的正确性。相比于普通含零电压矢量开关表和新型含零电压矢量开关表，使用自适应变电压矢量开关表系统具有更快的动态响应。相比于传统直接转矩控制开关表，系统使用给出的三种开关表降低了转矩误差，具有良好的静态性能。相比于传统直接转矩开关表，系统使用给出的三种开关表减小了开关次数，降低了平均开关频率，降低了开关损耗，其中相比于普通含零电压矢量开关表，系统使用新型含零电压矢量开关表的开关次数得到了进一步的降

4、低。相比于传统直接转矩控制开关表，系统使用给出的三种开关表定子电流中谐波含量处于较低水平。本文最后分析了电压矢量对定子磁链和转矩的作用，基于预测控制提出了电压矢量选择策略。仿真结果表明，相比于传统直接转矩控制开关表，基于预测控制的电压矢量选择策略降低了转矩误差和定子磁链误差，减小了评价函数值，控制效果优于传统直接转矩开关表。关键词：电动汽车；永磁同步电机；直接转矩控制；零电压矢量；开关表；预测控制iAbstractThedirecttorquecontrol(DTC)technologytakesthestatorfluxandtorqueascontrolvaria

5、blesdirectly,andithasstrongrobustnessagainstmotorparameters,simplestructureandquickdynamicresponse,ithasbecomeahigh-performancecontrolscheme.Inthispaper,permanentmagnetsynchronousmotor(PMSM)DTCsystemusedinelectricvehiclesisstudied.Combinedwithzerovoltagevectorandpredictivecontrol,thispa

6、perfocusesonselectionstrategyofvoltagevector,whichhasacertainsignificancetoapplicationofDTCinelectricvehicles.Inthispaper,switchingtablebasedPMSMDTCsystemisanalyzed,andeffectsofzerovoltagevectorareanalyzed.Theamplitudeofstatorfluxandtorquearedecreasedwhenapplyingzerovoltagevector,conven

7、tionalswitchingtableusingzerovoltagevectorisgivenbasedoneffectsofzerovoltagevector.Duetotwodifferentswitchingstatesofzerovoltagevector,switchingstateselectionstrategyofzerovoltagevectorisproposed,novelswitchingtableusingzerovoltagevectorisgivenbasedonthestrategy.Combinedwiththe