直驱型永磁同步电动机弱磁控制方法的研究

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1、分类号：TM921密级：UDC：621.3编号：河北工业大学硕士学位论文直驱型永磁同步电动机弱磁控制方法的研究论文作者：李志林学生类别：全日制学科门类：工学硕士学科专业：控制科学与工程指导教师：李练兵职称：教授ThesisSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofControlScienceandEngineeringRESEARCHONFLUX-WEAKENINGCONTROLMETHODFORDIRECT-DRIVEPERMANENTMAGNETSYNCHRONOUSMOTO

2、RBy:LiZhilinSupervisor:Prof.LiLianbingDecember2014河北工业大学硕士学位论文摘要随着我国公民环保意识逐步增强，低碳经济理念深入人心，受传统石化能源紧缺的影响，我国电动大巴车行业正在蓬勃发展，技术也已逐渐趋于成熟。纯电动大巴车以其零污染，低运行成本的特点在公交市场呈爆发式增长。受益于政府对纯电动汽车行业的补贴，其大规模的产业化生产很容易成为现实。大扭矩输出永磁同步电动机的控制是实现电动大巴车直驱的关键技术之一，其在油田、电梯、起重等领域的研究已然成为了焦点。本文针对应用于纯电动大巴车的大功率直驱型永磁同步电

3、动机驱动控制系统进行研究，特别针对汽车驱动器所要求的宽调速范围，重点讨论了弱磁扩速控制方法，并对整体驱动控制方案进行了设计。首先，本文从直驱型永磁同步电动机的转子结构入手，总结隐级式和凸极式两种转子结构的不同应用场合；在分析了不同坐标系下电机数学模型的基础上，阐述了基于dq坐标和MT坐标的矢量控制；通过不同控制策略对比，最终系统选用简单且易于实现的id0控制方法。其次，直驱型电机的特点之一是额定转速低，为了满足大巴车驱动器宽调速范围的要求，本文重点讨论了有关弱磁扩速的相关理论知识。针对表贴式永磁同步电动机在弱磁区域随负载变化产生电流震荡、速度稳态误差

4、波动变大的问题，提出了基于电流误差闭环的改进型超前角弱磁控制算法。在分析空间矢量脉宽调制（SVPWM）原理基础上，以提高逆变器直流侧电压利用率为目标，研究了过调制算法。最后，通过MATLAB/Simulink的建模和仿真，验证了改进型超前角弱磁算法的正确性；对直驱型永磁同步电动机控制系统进行驱动方案设计，包括系统的硬件设计、软件设计，实验平台建设；通过功率实验，验证了系统设计方案的正确性，通过车载测试，控制系统经受了长期运行的考验，各方面性能指标满足设计要求。关键词：矢量控制超前角弱磁q轴电流误差过调制永磁同步电动机I直驱型永磁同步电动机弱磁控制方法的

5、研究ABSTRACTAsgraduallyincreasedenvironmentalawarenessofChinesecitizens,theconceptoflow-carboneconomyhasbecomepopular.ElectricbusisboominginChinabytheinfluenceofenergyshortages,andthetechnologyhasgraduallybecomematured.Theadvantagesofelectricbusarezeroemissionsandlowoperatingcost,

6、whichmakesitpopularyearbyyearinthepublictransportmarket.Benefitfromgovernmentsubsidies,itslarge-scaleindustrializeproductioncanbeeasiertobecomerealized.ThecontrolofhightorquePMSM(permanentmagnetsynchronousmotor)isoneofthekeytechnologiesofdirect-drivesystemusinginelectricbus.Itsr

7、esearchonelevators,liftingandotherareashasbecomethefocus.ThisthesisstudiesthePMSMcontrolsystemofthedirect-driveelectricbus,especiallyforwidespeedrangerequiredbythecardriver.Inadditionfluxweakeningcontrolalgorithmisdiscussedandthewholedrivecontrolschemeisdesigned.First,therotorst

8、ructureofdirect-drivePMSMisintroducedinthisthes