混合动力客车用永磁同步电机弱磁控制系统研究

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1、硕士学位论文混合动力客车用永磁同步电机弱磁控制系统研究RESEARCHONFLUXWEAKENINGCONTROLSYSTEMFORPMSMOFHYBRIDELECTRICBUS李可哈尔滨工业大学2011年6月国内图书分类号：TM301.2学校代码：10213国际图书分类号：621.3密级：公开工学硕士学位论文混合动力客车用永磁同步电机弱磁控制系统研究硕士研究生：李可导师：王毅教授申请学位：工学硕士学科：电气工程所在单位：深圳研究生院答辩日期：2011年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TM301.2U.D.C:621.3DissertationfortheMa

2、sterDegreeinEngineeringRESEARCHONFLUXWEAKENINGCONTROLSYSTEMFORPMSMOFHYBRIDELECTRICBUSCandidate：LiKeSupervisor：Prof.WangYiAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ElectricalEngineeringAffiliation：ShenzhenGraduateSchoolDateofDefence：June,2011Degree-Conferring-Institution：HarbinInstitute

3、ofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要混合动力汽车具有低污染、低油耗的特点，成为目前世界汽车工业发展的新热点。本文以混合动力客车用永磁同步电机为背景，旨在研究其弱磁控制技术，给出相关的控制算法，以拓宽车用永磁同步电机的调速范围，改善混合动力客车的调速性能。特别是在全球石油资源短缺的背景下，使得本文的研究具有十分重要的理论和现实意义。本文首先对基速以下时永磁同步电机的电流控制策略进行研究，对比了不同算法的优缺点，并提出了一种新的最大转矩电流比控制方法。该方法不需要进行复杂运算，不需要额外建立表格查表，易于数字化实现。最后通过仿真的手段验证了所提方法的可行性。针对普通电压闭环

4、弱磁控制方法中存在的缺点，本文提出了一种基于超前角和矢量作用时间的弱磁控制方法，该方法是对基于电压矢量作用时间弱磁方法的改进。将SVPWM中合成给定电压矢量的两个非零电压矢量的作用时间作为电流超前角给定的依据，转速调节器的输出作为定子电流的给定，并通过二者的结合可以得到d、q轴电流分量的给定，从而达到弱磁升速的目的。仿真和实验结果表明该方法是正确有效的。本文对广义电流超前角进行了定义，提出了一种基于广义超前角和矢量作用时间的弱磁控制方法。即将电压矢量作用时间调节器的输出作为广义电流超前角的给定，并结合定子电流限定值给定d轴电流的大小，q轴电流则由转速调节器直接给定。从而可实现对定子电流d、q

5、轴分量的自动分配，满足了弱磁升速的条件。该方法不依赖于电机参数，避免了普通电压闭环弱磁控制方法中复杂的开方、平方运算，并且不需要额外建立表格查表。仿真结果表明，与普通电压闭环弱磁控制方法相比，本文所提方法可以采用更小的去磁电流达到同样的弱磁效果，减小了系统损耗，节约了能源。另外，本文对永磁同步电机的广义电流超前角特性进行了研究，并给出了相关特性曲线，为弱磁控制方法的选取提供了理论依据。最后，本文设计了一套基于TMS320F28335的50kW混合动力客车用永磁同步电机弱磁控制实验系统，介绍了硬件设计原理和相关软件流程图。并在此基础上对本文所提基于超前角和矢量作用时间的弱磁控制方法进行了初步实

6、验验证。关键词：混合动力客车；永磁同步电机；弱磁控制；SVPWM；广义电流超前角-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractHybridElectricVehicle(HEV)hasadvantagesoflowpollutionandlowemissions,whichmakeitbecomeanewhotspotforautomobileindustrydevelopmentinbothhomeandabord.BasedonthePermanentMagnetSynchronousMotor(PMSM)ofHEV,thispaperisdedicatedtothefluxwea

7、keningcontrolofit,andthenpresentsinterrelatedalgorithms,whichcanmakethespeedrangeofPMSMextended,andtheperformanceofHEVcanbeimprovedaccordingly.Theresearchworkinthispaperisofgreatacademicandpracticalsignific