电动汽车用永磁电机及驱动控制研究

《电动汽车用永磁电机及驱动控制研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、中图分类号：TP921.51论文编号：102870315-S050学科分类号：080801硕士学位论文电动汽车用永磁电机及驱动控制研究研究生姓名崔薇佳学科、专业电机与电器研究方向电机电器及其控制技术指导教师黄文新教授南京航空航天大学研究生院自动化学院二О一五年一月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofAutomationEngineeringResearchOnPermanentMagnetMotorandDriveControlinElectricVehicleApplicatio

2、nAThesisinElectricalEngineeringbyCuiWeijiaAdvisedbyProf.HuangWenxinSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringJanuary,2015承诺书本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，独立进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含任何他人享有著作权的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人授权南京航空航天大

3、学可以有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。（保密的学位论文在解密后适用本承诺书）作者签名：日期：南京航空航天大学硕士学位论文摘要随着能源短缺和环境污染的问题愈演愈烈，发展电动汽车产业已成为汽车工业的主要研究方向，而电机驱动系统作为电动汽车机电能量变换的核心部件，具有重要研究意义。在各类电机中，永磁电机因具有高功率密度和高效率等明显优势，在中小型电动汽车领域获得广泛的应用。本文针对电动汽车用永磁电机驱动系统，以增强电机弱磁能力和提高控制性能为出发点，从电机设计和控制策略两方面进行研

4、究，旨在提出一种易于弱磁的外转子永磁轮毂电机结构和一套动态响应快，可靠性高的控制算法，主要包括以下内容：首先，针对表贴式永磁轮毂电机弱磁困难的缺陷，本文提出了一种转子永磁段与磁阻段圆周向交替分布的新结构交替极外转子永磁轮毂电机，通过加大电机的电枢反应来扩大电机的弱磁能力。在槽极匹配的选取上，以9/4和9/5两种电机进行对比分析，发现9/5极单元电机绕组具有一致性和互补性的特点，从而理论上解释了9/5电机永磁磁链和电感曲线高度正弦的本质原因，并进行有限元仿真验证。在齿槽转矩的优化上，与常规电机对比，分析新结构电机磁钢厚度、极弧系数等重要参数对齿槽转矩的影响，分析变化规律，提出了以弧形铁心

5、极进一步优化齿槽转矩的方法。其次，分析新结构电机的数学模型，利用有限元软件分析电机参数的非线性变化并介绍了参数测试方法。利用MatlabSimulink建立轮毂电机的非线性参数模型，在基于一套完整的控制系统的基础上仿真验证出新电机的弱磁扩速能力可达基速的2.5倍以上。接着，针对内置式永磁同步电机运行时参数的非线性变化，为提高控制系统的准确性和鲁棒性，提出查表法最大转矩电流比控制；为改善电机高速弱磁时系统的动态响应和可靠性，提出基于电压反馈复合电流前馈的弱磁控制策略，在电压反馈调节弱磁给定电流的基础上加上弱磁电流的前馈计算使动态响应迅速，并通过Matlab仿真验证了控制策略的可行性。最后

6、，完成基于DSP2812软件程序设计，搭建待测电机5Kw、陪侍电机11Kw的对拖实验平台。完成样机d-q轴电感的非线性测试，进行电机基速2000rpm带载额定转矩30N.m、突加突卸载、弱磁升速至4000rpm带载14N.m等实验，完成指标扩速比达到基速2倍。实验验证本课题采用的控制策略具有有效性和可靠性，基本满足电动汽车驱动要求。关键词：永磁电机，外转子永磁轮毂电机，内置式永磁同步电机，有限元，非线性参数，查表法最大转矩电流比控制，弱磁控制I电动汽车用永磁电机及驱动控制研究ABSTRACTAstheproblemofworldwideenergycrisisandenvironmen

7、taldeteriorationbecomingmoreandmoreserious,electricvehicles(EVs)havebeenthedevelopmentdirectionofautomobileindustry.What’smore,asthecorecomponentofenergyconversion,themotordrivesystemusedinEVisofimportantsignificance.Amongal