电动汽车之非同步电机弱磁管控概述

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1、电动汽车之非同步电机弱磁管控概述第一章绪论1.1课题研究背景目前世界汽车保有量大约8亿辆，预计到2020年这一数字将变为12亿辆。国际能源机构的统计数据表明，2001年交通领域的消费量占全球石油总消耗量的57%，预计到2020年全球石油总消耗量的62%以上来自于交通领域。与此同时，传统汽车排放出大量的热量和燃烧生成物，其中包括一定量的氧化氮化合物、一氧化碳，所有这些对环境以及人的健康造成了巨大的威胁。环境污染，全球气候变暖所引发的海平面上升，以及全球化石能源的日趋衰竭，已然成为世界各国最为关注的问题[1]。正是在这样一个形势下，联合国发展署提出了绿色新政的

2、概念。美国、欧盟、日本、韩国开始越来越关注新能源的发展，一方面希望通过这种方式有效地抑制金融危机对实体经济的影响，另一方面希望能率先抓住新能源背后巨大的经济价值，并且在能源消耗和气候变化等多方面的敏感问题上掌握舆论的主导权。低排放的新能源汽车又称清洁能源汽车，含混合动力、纯电动、燃料电池电动、氢发动机、其他新能源作为动力的汽车。对于新能源汽车的发展，全球几大主流汽车公司都制订了相关的策略应迎接下一个汽车时代的到来。丰田汽车公司以混合动力技术作为其主要方向。福特汽车则出台了其电气化战略，该项计划将用于加速福特汽车生产下一代混合动力汽车，插电式混合动力汽车和纯

3、电动汽车计划。大众汽车则在2010年推出了其电动汽车和混合动力汽车计划，目标是使大众汽车在2018年成为电动汽车市场的领跑者，期望其电动汽车市场份额占其整个汽车产品的3%。1.2电动汽车国内外发展及研究现状前文中已经提到电动汽车在各国政府的大力推动下，已经全面进入加速发展的新阶段。相对汽柴油车，纯电动汽车整体结构中没有了发动机、变速器、冷却系统、油箱和排气系统，而且电动机的电机成本更低，能量转换的效率更高，电动汽车应该是未来最富有发展的一个行业。（1）纯电动汽车新品和应用推广处于一个非常良好的态势。世界各国在锂离子电池技术上竞争激烈。国际上几家主要汽车公司

4、，如福特、日产、通用、奔驰、雪佛兰、三菱都于近年来陆续推出了以锂离子电池为能量的电动汽车。（2）电动汽车充电站不断配置，随着电动汽车研发的不断深入，现在摆在我们面前一个很大的问题不再是电动车，而是如何提供为这些电动车服务的充电站。我国自2009年以来，全年汽车产销量均已突破千万大关。汽车的年耗油量也随之急剧增加，若继续按照目前的汽车数量增长速度发展下去，2020年我国汽车保有量将轻松突破1.5亿辆，庞大的石油市场需求和我国能源环境领域的矛盾已经到了不可调和的地步，因此对于这样一个拥有十几亿庞大人口的大国来说发展节能环保汽车势在必行。下图为我国汽车保有量变化

5、。美、法、日、德、英等国家已经率先跨入电动汽车产业化、商品化的行列，并将逐步扩大电动汽车在整个汽车中的比例。我国电动汽车尚未产业化，但小批量生产的电动汽车却也不在少数[3]。为推动电动汽车的产业化，国家于2012年3月出台了《电动汽车科技发展十二五专项规划(摘要)》。规划称，到2015年，在整车、关键零部件、公共平台等29个技术创新方向上实现关键技术突破，全面掌握核心技术，预期申请电动汽车核心技术专利达3000项以上，在30个以上城市进行规模化示范推广，在5个以上城市进行新型商业化模式试点应用，为实现电动汽车规模产业化、尤其是纯电驱动汽车销量达到同类车型总

6、销量1%左右的重要门槛提供科技支撑，引领电动汽车新兴战略产业跨越发展[28]。第二章：异步电动机数学模型和矢量控制方法2.1矢量坐标变换2.1.1异步电动机三相动态模型的数学表达式异步电动机三相的原始动态模型比较复杂，在分析问题过程当中必须对其做恰当的简化，而简化的基本方法就是通过坐标变换。直流电动机的数学模型相对而言非常简单，对其来说，补偿绕组磁动势可以有效地抵消掉电枢的磁动势，所以可以这样说，励磁电流基本决定了直流电机的主磁通，而这也成为了直流电动机控制方案非常简单的原因。坐标变换的任务就是将异步电动机的物理模型通过一系列的数学变换等效为直流电机，这样

7、一来其控制就可以大大简化了。坐标变换，即不同坐标系下的等效的基本原则在不同的坐标系下各个绕组产生的磁动势保证一致。旋转变换本质其实就是用旋转的绕组代替原本静止的定子绕组，并使原本动态旋转的转子绕组和等效的定子绕组两者在的d、q两轴上完全重合，等效后的定子和转子绕组之间不存在相对运动。表面上来看，旋转正交坐标系中的数学模型也依然比较复杂，而且还另外增加了一个输入量andS-KSul.Maximumtorquecontrolofaninductionmachineinthefieldumtorqueproductioninrotorfieldorientedc

8、ontrolofaninductionmotoratfieldir