电动汽车用异步电机的矢量控制研究

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1、罐稿·麟^辫硝辫搿

2、静I辅曩#*精∞埘女《电气自动化)2Ol1年第33卷第2期电气传动和自动控制ElectricDrive＆AutomaticControl电动汽车用异步电机的矢量控制研究邵杰(曲阜师范大学，山东日照276826)摘要：在分析电动汽车用异步电动机数学模型的基础上，利用Matlab／Simulink建立了按转子磁场定向的异步电动机矢量控制变频调速系统仿真模型，详细介绍了电流滞环PWM调节器、转子磁链观测模块的建立。仿真结果验证了建模方法的有效性。关键词：电动汽车异步电机矢量控制仿真[中图分类号]TM921．51；TP391．9[文献标识码]A[文章编号]10

3、00—3886(2011)02-0014-03ResearchonVectorControlforAsynchrOnOusMotorsinElectricVehiclesShaoJie(qduNormalUniversity，RizhaoShandong276826，China)Abstract：Inthispaper。basedoIlthemathematicalmodeloftheACasynchronousmotor，arotorfluxorientationvectorcontrolsystemmodelusingMatlab／Simulinkhasbeenest

4、ablished．ThemethodothysteresiscurrentgWMcontrollerandtherotorfluxlinkageobserverareintroducedindetail．Theresultsprovethevalidityofthesimulationmode1．Keywords：electricvehicleasynchronousmotorvectorcontrolsimulation一U月U舌MmRl+LP一lLtO】L∞lLR1+LP三P电动汽车是融合了电力、电子、机械控制以及化工技术等多Uf种高新技术的综合产品，是2l世纪清洁、

5、有效的城市交通工具。0L，P00R电动机驱动系统为电动汽车提供所需的动力，是制约电动汽车发OtOL0展的关键技术之一，而电机又是驱动系统的核心。要使电动汽式中：R，R为定子和转子电阻；车具有良好的使用性能，驱动电机应具有调速范吲广，启动转矩￡，，为定子和转子绕组的自感；大、体积小、质量轻、效率高且可以能量回馈等特性。现代电动汽为定转子绕组间的互感车常用的驱动系统有三种：异步电机系统、永磁电机系统和开关异步电机矢量控制中，被控的是定子电流，因此，需要推导出磁阻电机系统。由于交流异步电动机成本低、可靠性好、维护方定子电流分量与其他物理量间的关系。便等方面的优势，在电动汽车系统

6、中得到广泛应用。p+1．：———一2(2)本文研究电动汽车用交流异步电动机矢量控制变频调速系统的建模与仿真。利用MATLAB／SIMULINK中的电气系统模块式中：7一转子励磁时问常数，=(PowerSystemBlocksets)构建异步电机矢量控制仿真模型，并对2转矩方程其动态性能进行仿真实验。，1异步电机矢量控制变频原理=：(3)r1．1矢量控制基本方程式当转子磁链达到稳态并保持不变时，电磁转矩仅由i决定，在同步旋转的MT坐标系中，将轴方向定在转子磁场方~LBf,磁链与转矩分别由i和i，独立控制，磁链与转矩实现了向，因此矢量控制又称为磁场定向控制。在沿转子磁场定向的

7、解耦。[2、同步旋转坐标系中，对于笼型转子异步电机，由于转子短路，1．2矢量控制变频调速系统结构图有U=u=0，则电压方程矩阵可简化为：主电路采用了电流滞环跟踪控制的PWM变频器，其结构简单、工作可靠，采用电流控制，适用于高性能的矢量控制系统⋯。系统结构图如图1所示。系统中，转速调节器的输出作为电磁转矩的给定，实现了电收稿日期：2010—06—30磁转矩的闭环控制。定子电流转矩分量的参考信号由转矩调节14ElectricaIAutornation《电气自动化)2oa1年第33卷第2期电气传动和自动控制ElectricDrive＆AutomaticControl2．1电流变

8、换和磁链观测模块ABC—DQ模块完成从ABC三相定子坐标系到dq坐标系的变换，在这个模块中，根据定子电流在ABC三相定子坐标系中的分量，经过旋转变换得出电动机定子电流在dq坐标系下的转矩分量iq和励磁分量Id。TetaCalculation模块的作用是计算0角，也就是d轴的位置。转子磁链幅值的计算采用式(2)。转子磁链角通过计算0=f(∞+60)，，其中转差频率∞由J，=计算。图1异步电机矢量控制电流滞环PWM变频调速系统在Matlab／Simulink中封装的电流变器的输出给定，相当于双闭环直流凋速系统的电枢电流给定。磁换和