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电动汽车用内置式永磁同步电动机的弱磁控制

发布时间:2018-09-12 11:08
【摘要】:由于能源短缺和环境污染,电动汽车渐渐获得应用。高性能的内置式永磁同步电动机(Interior Permanent Magnet Synchronous Motor,IPMSM)被广泛应用于电动汽车驱动系统中。IPMSM的弱磁控制能够在逆变器容量有限的情况下,提高电动汽车的动力性能,并扩大调速范围,在电动汽车驱动领域受到广泛关注。本文针对电动汽车用IPMSM的弱磁控制进行研究。主要研究内容为:1.研究IPMSM的分类和数学模型。指出混合式综合了径向式和切向式的优点,更易于弱磁扩速,并给出IPMSM在三相静止和两相旋转正交坐标系下的数学模型。2.研究IPMSM的弱磁控制原理,指出IPMSM在恒转矩运行区采用每安培最大转矩(Maximum Torque Per Ampere,MTPA)控制,在恒功率运行区采用弱磁控制,并分析了永磁体磁链和d、q轴电感对弱磁控制性能的影响。3.采用ANSYS Maxwell 2D有限元分析软件对IPMSM的内部磁场进行了分析,分析结果表明IPMSM磁场存在磁路饱和及交叉耦合效应,电机电感参数随d、q 轴电流的变化而变化,并给出了电机d、q 轴电感随d、q 轴电流变化的三维曲线图。4.分别研究了IPMSM基于恒电感参数和变电感参数的弱磁控制方案,并在Matlab/Simulink环境下进行仿真,对两种情况下的弱磁效果进行比较,得出:当电机电感参数变化时,基于变电感参数的弱磁控制方案能够很好的实现IPMSM的弱磁控制,系统动态和静态性能较好。
[Abstract]:As a result of energy shortage and environmental pollution, electric vehicles are gradually gaining application. The high performance built-in permanent magnet synchronous motor (Interior Permanent Magnet Synchronous Motor,IPMSM) is widely used in the drive system of electric vehicles. The weak magnetic field control of .IPMSM can improve the power performance and speed range of electric vehicles under the condition of limited inverter capacity. In the electric vehicle drive domain receives the widespread attention. In this paper, the weak magnetic field control of IPMSM for electric vehicle is studied. The main research contents are: 1: 1. The classification and mathematical model of IPMSM are studied. It is pointed out that the hybrid type combines the advantages of radial and tangential equations, and it is easier to expand the weak magnetic field. The mathematical model of IPMSM in three-phase stationary and two-phase rotating orthogonal coordinate systems is given. The principle of weak magnetic field control of IPMSM is studied. It is pointed out that IPMSM adopts maximum torque per ampere (Maximum Torque Per Ampere,MTPA control in constant torque operation region and weak magnetic field control in constant power operation region. The influence of permanent magnet flux chain and DQ axis inductance on weak magnetic field control performance is analyzed. ANSYS Maxwell 2D finite element analysis software is used to analyze the internal magnetic field of IPMSM. The results show that the magnetic field of IPMSM has magnetic circuit saturation and cross coupling effect, and the inductance parameters of the motor vary with the change of dq-axis current. The three dimensional curve diagram. 4 of the DC Q axis inductance with the DC Q axis current variation is also given. The weak magnetic field control scheme of IPMSM based on constant inductance parameter and variable inductance parameter is studied, and simulated in Matlab/Simulink environment, and the results of the two cases are compared. It is concluded that when the inductance parameter of the motor changes, The weak magnetic field control scheme based on variable inductance parameter can realize the weak magnetic field control of IPMSM well, and the dynamic and static performance of the system is better.
【学位授予单位】:青岛科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TM341;U469.72

【参考文献】

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本文编号:2238812

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