电动汽车变流器的研制

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1、分类号______________________________密级______________________________ＵＤＣ______________________________编号______________________________硕士学位论文电动汽车变流器的研制学位申请人：罗峰学科专业：电力电子与电力传动指导教师：袁义生教授答辩委员会主席：答辩日期：独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位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

2、人已经发表和撰写的研究成果，也不包含为获得华东交通大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。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。本人签名_______________日期____________本文受国家自然科学（51467005）、江西省自然科学基金（20142BAB206025）、江西省战略性新兴产业专利技术研发引导与产业化示范专项项目（20133BBM26077）、江西省研究生创新专项资金项目（YC2013S155）、华东交通大学校立科研基金资助（14DQ02）资助摘要电动汽车

3、变流器的研制摘要由于第三代稀土永磁材料钕铁錋（Nd-Fe-B）的研制成功，有力地推动了永磁同步电机及其控制系统的发展。随着永磁材料价格的下降、材料磁性能的提高，在中小功率、高精度、高可靠性、宽调速范围的速度、位置控制系统中得到了广泛应用，尤其在轨道车辆方面得到了众多研究及开发人员的青睐。永磁同步电机调速系统的控制策略主要有矢量控制策略及直接转矩控制策略两种。本文针对于直接转矩控制永磁同步电机时，会出现控制周期较长，电机定子电感较小，电机启动及负载变动过程中，电机电流冲击较大，磁链及转矩脉动较大等一系列问题。矢量控制采用SVPWM调

4、制方法，其系统性能优越，抗扰特性、启动制动特性、稳速特性均达到或者超越直流电机调速系统。同时，由于车用电源容量限制，最大转矩电流比矢量控制策略得到了广泛的研究及采用。相比于id=0矢量控制策略，最大转矩电流比矢量控制策略在同等转矩条件下，输出电流较小，减小了永磁同步电机的损耗，使得在同样的功率等级下，电机能够得到更大的额定转速。然而在实际控制系统中，当参考转矩已知的情况下，通过电流与转矩的关系，要反解出电流的大小是很困难的，运算量非常大，本文针对对最大转矩电流比控制方程式先进行标幺值化，再进行拟合，得到了精确的拟合曲线，简化了其控

5、制函数，仿真结果验证了其可行性。同时，文中对内置式永磁同步电机进行了运行状态分析，详细阐述了最大转矩电流比控制状态、恒转矩弱磁控制状态及恒功率控制状态此三个模态，并针对其运行状态提出了一个优化控制策略。同时，本中针对永磁同步电机直接转矩控制策略的定子磁链进行了详细分析，分类为直接计算法、基于观测器法和基于反电动势法。其中针对基于反电动势法详细阐述了非正交磁链反馈法，并采用滑膜算法求得永磁同步电机定子磁链观测器，实现无速度传感器调速策略。本中基于AD2S1210电机测速电路，得出精准转速，并采用滑膜自适应定子磁链观测器逆运算从而得到

6、精准内置式永磁同步电机参数，以实现最优化内置式永磁同步电机运行状态。关键字：内置式永磁同步电机；最大转矩电流比控制；恒转矩弱磁控制；最大转矩电压比控制ⅠAbstractDevelopmentofEVconverterAbstractThesuccessfuldevelopmentofthethirdgenerationrareearthpermanentmagnetmaterialNd-Fe-B(Nd-Fe-B),whichimpetustothedevelopmentofpermanentmagnetsynchronousmot

7、orandcontrolsystem.Withthedeclineinthepriceofpermanentmagnetmaterialsandimprovementofmagneticmaterials,whichhasbeenwidelyusedinsmallandmedium-power,high-precision,highreliabilityandwidespeedrangeofthespeedandpositioncontrolsystem,especiallygetalotofattentionofnumerous

8、researchanddevelopmentpersonnelinrailvehicles.Controlstrategyofpermanentmagnetsynchronousmotorcontrolsystemhavetwomaintypes: