混合动力电动汽车用电机的开发与系统仿真

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1、沈阳工业大学硕士学位论文摘要本课题的研究工作主要围绕开发一台并联式混合动力电动汽车(PHEV)用永磁同步电机(PMSM)展开，所作的工作主要包括以下几个部分:首先，确立了PHEV用PMSM电动机运行状态时的电流控制策略，针对PMSM在电动机运行状态时提高弱磁扩速能力和在发电机运行状态时减小固有电压调整率的相互矛盾，提出了初步的解决方法。其次，开发了PHEV用PMSM。主要是从提高电机的有效材料峰值功率、解决PMSM提高电动机运行状态时的弱磁扩速能力和减小发电机运行状态时的电压调整率之间的矛盾及提高电机的效率着手，分析

2、了长径比、气隙长度对有效材料峰值功率的影响，并确定了它们的最佳尺寸。通过对PMSM进行电磁场求解，分析了U型结构和切向结构转子磁路结构的隔磁措施对电机极间漏磁系数的影响，提出了设计准则。给出了一些PMSM设计中减小振动噪声应该注意的事项。为了给电机降温，选用了给电机外壳加装水套，对电机外壳进行水冷。给出了PHEV用PMSM场路结合的设计框图和PMSM调速性能的计算方法。从降低电机的铁耗、铜耗和机械损耗着手，给出了提高电机效率的一般方法。通过以上分析，研制了一台PHEV用PMSM.最后，研究了PHEV用PMSM样机控制

3、系统的硬件组成，给出了系统的硬件结构框图及软件设计流程图。确立了以8OC196KC为主控芯片的控制系统;对PHEV用PMSM建立了仿真数学模型，应用Matiab设计了计算机仿真软件，并对整个系统在不同工作模式下性能进行了仿真;最后，对PHEV用PMSM进行了试验，验证了系统具有良好的性能。关键词:并联式混合动力电动汽车，永磁同步电机，漏磁系数，计算机仿真，控制系统，振动噪声沈阳工业大学硕士学位论文ExploitationofMachineforHybridElectricVehicleandItsSystemSimu

4、lationAbstractThethesisisdevotedtoexploitingapermanentmagnetsynchronousmachine(PMSM)fortheparallelhybridelectricvehicle(PHEV).Threepartsareincludedasfollows:Atfirst,intheelectromotorstate,thecurrentcontrolstrategiesofPMSMaredeterminedGivingtheelementarymethodfo

5、rsolvingthecontradictionbetweenenhancingthePMSM'sflux-weakeningcapabilityintheelectromotorstateandreducingthePMSM'sconnaturaladjustmentratiointhedynamotorstate.TheexploitationofPMSMusedforPHEVisresearchedinthesecondpart.Forincreasingtheeffectivematerialpeak-val

6、uepower(EMPVP),solvingthecontradictionbetweenenhancingthePMSM'sflux-weakeningcapabilityintheelectromotorstateandreducingthePMSM'sconnaturaladjustmentratiointhedynamotorstateandimprovingtheeficiencyofthePMSM,somesolvingmethodaretakenasfollows:Theinfluenceoflengt

7、h/diameterratiototheEMPVPisanalyzed,andtheoptimumsizeoflengthanddiameterischosen.TheinfluenceofseparatingmagneticfluxmethodofrotorwithU'sandtangentialpermanentmagnettothepole-to-poleleakagefactorisanalyzedbyfiniteelementmethod(FEM),andgiventheruleofdesignGivens

8、omecautionsonhowtodecreasethenoiseandvibration.Forreducingthetemperatureofthemotor,thewater-coverisaddedtothestatorframe.Whenthecoolingwaterflowsinthecover,itcancoolthemotor