电动汽车感应电机的弱磁控制方法研究_硕士学位论文

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1、电动汽车感应电机的弱磁控制方法研究重庆大学硕士学位论文学生姓名：陈琼良指导教师：刘和平专业：电气工程学科门类：工学重庆大学电气工程学院二O一一年五月StudyofField-WeakeningControlonElectricVehicle’sACInductionMotorAThesisSubmittedtoChongqingUniversityInPartialFulfillmentoftheRequirementfortheDegreeofMasterofElectricalEngineeringByChenQiong-liangSupervisedbyLiuHe-pingP

2、rof.LMajor：ElectricalEngineeringCollegeofElectricalEngineeringChongqingUniversity,Chongqing,ChinaMay,2011重庆大学硕士学位论文中文摘要摘要电动汽车是21世纪最具发展潜力的汽车，但动力性能还无法和燃油汽车相媲美，目前最具产业化前景的无疑是小型电动汽车。基于矢量控制的感应电机在电动汽车领域得到了广泛应用，但这种控制系统要调节转速，需同时调节定子电压和频率。但受到电池电压的限制，当频率上升到基频后，定子电压不能进一步提升，转速无法继续上升。而且出于安全考虑，论文的电动汽车更是采用低压大

3、电流的控制方案，车速提升更是困难。论文从最大化利用电池电压和弱磁控制方法两个方面入手，来实现电动汽车的宽调速范围运行。在最大化利用电池电压方面采用电压利用率更高的SVPWM技术，引入过调制策略，使之进一步提高调制比，增大输出电压，进而扩大电动汽车的调速范围。在弱磁控制方面，针对传统弱磁控制中存在的问题，通过对电机在弱磁区运行状态的研究，采用有效的电流分配和优化的电流调节，配合过调制策略，充分发挥电机在弱磁区的转矩输出能力，从而提升转速。论文首先对研究对象的电机驱动系统结构和配置做了简单介绍，对矢量控制和SVPWM原理进行相关讨论，为后文提供理论基础。接着以交流感应电机的数学模型为基

4、础，从电流的角度详细分析了电机在电压和电流限制条件下的全速度范围运行状态；并在异步电动机间接转子磁场定向理论的基础上，针对电机在不同区域的运行特征，以提升弱磁区域的转矩输出能力和动态特性为目的，研究了弱磁控制系统的几个关键问题，如弱磁区的电流分配、电流解耦控制、最大电压跟随、SVPWM过调制策略等，并讨论了这些问题对系统性能的影响。然后使用Matlab搭建了基于SVPWM逆变的磁场定向矢量控制系统，对以上研究的内容进行仿真验证，从而得出一种有效的控制算法。接着搭建控制器实时监测的实验平台，方便调试人员实时监测和在线调试，介绍了基于TMS320F2808的电机驱动系统的硬件结构和相关

5、模块设计，以及基于CAN网络的监测系统和网络布局。最后经实车路试验证电动车在低速区和高速区随意切换，弱磁升速效果良好。关键词：电动汽车，感应电机，弱磁控制，电流解耦控制，SVPWM过调I重庆大学硕士学位论文英文摘要ABSTRACTElectriccaristhemostpromisingvehicleinthe21stcentury,butitstillcan'tcomparewithfuelvehicleinpowerperformance.Therefore,nowadaysthemicro-electricvehicleisthemostpromisingindustrial

6、izedproductundoubtedly.Inductionmotorbasedonvectorcontrolhasbeenwidelyappliedinelectricvehiclefield.However,inordertoadjustthemotorspeedinthiscontrolsystem,thestatorvoltageneedstoberegulatedalongwiththefrequency.Becausewhenthefrequencyrisestobaseband,statorvoltagewillbelimitedbythebatterymaxim

7、umvoltageanditcannotbefurtherenhancedwhichmakespeedstoprising.Furthermore,forsecurityreasons,themicro-electricvehicleinthispaperadoptslow-voltagehigh-currentcontrolproject,sothatthespeedincreaseisevenmoredifficult.Toachievewidespeedrang