电动汽车驱动系统中双逆变器拓扑结构及其控制方法的研究

发布时间：2017-09-05 18:45

  本文关键词：电动汽车驱动系统中双逆变器拓扑结构及其控制方法的研究

  更多相关文章： 开绕组PMSM 双逆变器 SVPWM 单电源供电 共模电压抑制 电动汽车

【摘要】：电动汽车电机驱动系统中最易故障的薄弱环节是构成逆变器的电力电子器件。开绕组电机系统是将常规电机Y接的定子绕组中性点打开,形成六端子,各端串联一个三相逆变器的新型电机驱动系统拓扑结构。双逆变器系统具有容错性能强、供电方式多种、输出功率高以及电压矢量调制方式多样的特点,可用于提高电动汽车电机驱动系统的可靠性。同时,考虑到PMSM功率密度高、体积小、控制简单、效率高等优点,将双逆变器和开绕组PMSM结合,构成电动汽车电机驱动系统,并对其拓扑结构和控制技术进行研究,本文具体内容如下：首先,介绍了电动汽车电机驱动系统研究背景,并对基于双逆变器驱动的电动汽车开绕组电机驱动系统的国内外研究现状进行分析和总结。描述了开绕组PMSM双逆变器系统的拓扑结构、混合矢量调制策略、控制方法的研究现状,同时介绍了PMSM控制方法的研究现状。其次,描述了开绕组PMSM的结构和数学模型,在此基础上介绍了不同供电方式的开绕组PMSM双逆变器系统拓扑结构,分析了单电源供电开绕组PMSM双逆变器系统共模电压问题。然后,介绍了传统的电压空间矢量脉宽调制策略,并针对单电源供电开绕组PMSM双逆变器系统共模电压问题,提出了一种选用共模电压为0的双逆变器混合电压空间矢量进行双逆变器SVPWM,从而抑制单电源供电双逆变器系统的共模电压。并针对逆变器故障,系统由单逆变器驱动时,零矢量产生的共模电压是非零矢量的3倍,介绍了一种采用非零矢量构造零矢量抑制共模电压的控制策略。并介绍了开绕组PMSM矢量控制方法。最后,采用抑制共模电压的双逆变器SVPWM策略以及基于id=0的矢量控制方法,在MATLAB/Simulink平台上进行单电源供电开绕组PMSM双逆变器控制系统的仿真,同时搭建了基于STM32的实验平台,编写了系统C语言程序。仿真和实验结果证明了该拓扑结构和控制方法的正确性。
【关键词】：开绕组PMSM 双逆变器 SVPWM 单电源供电 共模电压抑制 电动汽车
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM464;U469.72
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 绪论9-15
• 1.1 研究背景9-10
• 1.2 开绕组PMSM双逆变器系统研究现状10-13
• 1.2.1 开绕组PMSM双变换器系统拓扑结构研究现状11-12
• 1.2.2 混合电压矢量调制策略研究现状12
• 1.2.3 开绕组PMSM控制方法研究现状12-13
• 1.3 PMSM控制方法研究现状13-14
• 1.4 本文主要研究内容14-15
• 第二章 开绕组PMSM双逆变器系统拓扑结构15-21
• 2.1 引言15
• 2.2 开绕组PMSM数学模型15-18
• 2.3 开绕组PMSM双逆变器系统拓扑结构18-20
• 2.3.1 基于单电源供电的开绕组PMSM双逆变器系统拓扑结构18-20
• 2.3.2 基于双电源供电的开绕组PMSM双逆变器系统拓扑结构20
• 2.4 本章小结20-21
• 第三章 开绕组PMSM双逆变器系统共模电压抑制策略21-35
• 3.1 引言21
• 3.2 电压空间矢量调制(SVPWM)21-24
• 3.2.1 空间矢量的定义21-22
• 3.2.2 电压空间矢量与磁链空间矢量的关系22-23
• 3.2.3 SVPWM控制与圆形旋转磁场23-24
• 3.3 抑制单电源双逆变器共模电压的SVPWM策略24-31
• 3.3.1 基本电压空间矢量选择27-28
• 3.3.2 扇区判断28-29
• 3.3.3 基本电压空间矢量的作用时间29-30
• 3.3.4 电压空间矢量切换点的计算30-31
• 3.4 单逆变器驱动下抑制共模电压的控制策略31-32
• 3.5 基于矢量控制的开绕组PMSM双逆变器控制系统32-34
• 3.5.1 基于i_d=0矢量控制方法的开绕组PMSM控制系统32
• 3.5.2 基于PI控制器的转速电流双闭环控制32-34
• 3.6 本章小结34-35
• 第四章 开绕组PMSM双逆变器控制系统仿真35-45
• 4.1 引言35
• 4.2 控制系统仿真模型的建立35-38
• 4.3 仿真结果分析38-44
• 4.3.1 开绕组PMSM双逆变器系统共模电压分析39-41
• 4.3.2 开绕组PMSM双逆变器控制系统仿真结果分析41-44
• 4.4 本章小结44-45
• 第五章 开绕组PMSM双逆变器控制系统实验平台设计45-57
• 5.1 引言45
• 5.2 系统硬件设计45-52
• 5.2.1 ARM控制板介绍46-47
• 5.2.2 主功率部分47-49
• 5.2.3 信号调理模块49-52
• 5.3 系统软件设计52-56
• 5.3.1 软件整体结构52-53
• 5.3.2 系统资源分配53-54
• 5.3.3 定时器下溢中断服务程序54-56
• 5.4 本章小结56-57
• 第六章 实验与分析57-61
• 6.1 引言57
• 6.2 实验结果与分析57-60
• 6.2.1 实验平台的介绍57-58
• 6.2.2 实验结果与分析58-60
• 6.3 本章小结60-61
• 第七章 结论与展望61-63
• 7.1 本文工作总结61
• 7.2 后续工作展望61-63
• 致谢63-65
• 参考文献65-69
• 作者在攻读硕士学位期间完成的学术论文69

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前9条

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本文编号：799679