电动汽车用多盘式永磁同步电机驱动器硬件设计与实现

发布时间：2017-11-01 19:23

  本文关键词：电动汽车用多盘式永磁同步电机驱动器硬件设计与实现

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【摘要】：近年来电动汽车发展迅猛,成为汽车产业引领潮流的发展趋势。本文主要在电动汽车的驱动电机及电机控制两大关键技术方面展开研究。以国家自然科学基金为背景,主要从多盘式永磁同步电机驱动器硬件平台的建立与实现方面,对驱动系统的功率模块、控制电路和电路板制作的电磁兼容等方面进行了探讨和研究,建立了电动汽车用多盘式永磁同步电机驱动器的相关实验控制平台。论文首先介绍了电动汽车的电机驱动系统性能要求,表明了本系统设计的多盘式永磁电机在满足电动汽车性能方面的突出优势,随后介绍了多盘式永磁同步电机原理及其控制策略的发展趋势。针对电动汽车应用场合,分析了电机驱动器所涉及的相关基本理论知识。其次,根据本系统所设计的多盘式永磁同步电机特点,确定了驱动器硬件总体方案框图,通过对具体实施方案的比较,确定各个模块结构。然后依照由功率电路到控制电路的设计思路,对功率主电路、功率辅助电路、控制板电路、散热器进行了详细的分析和设计,并对电路板进行了电磁兼容的设计。最后,在完成硬件设计的基础上,实际制作了电机驱动器,并对驱动器系统各个模块进行了硬件调试。调试通过后,联合电机和控制软件对整个驱动系统进行了实验,并对实验过程中出现的问题进行了分析和探讨。实验分析结果验证了前面设计的正确性和可靠性。之后总结全文,指出了本研究工作的错误和不足,并提出相应改善措施。
【关键词】：电动汽车 多盘式永磁同步电机 功率模块 控制系统 电磁兼容
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U469.72;TM341
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 引言8-16
• 1.1 课题的背景和意义8-9
• 1.2 电动汽车驱动电机系统9-11
• 1.3 多盘式永磁同步电机基本原理及控制策略发展现状11-15
• 1.4 论文研究的内容和结构安排15-16
• 2 多盘式永磁同步电机驱动器总体设计以及相关理论知识16-25
• 2.1 电动汽车多盘式永磁电机驱动器系统总体设计16-19
• 2.2 电流检测方案研究19-21
• 2.3 电机位置转速反馈方法研究21-23
• 2.4 驱动器再生能量处理方法23-24
• 2.5 本章小结24-25
• 3 驱动器功率模块硬件电路设计25-50
• 3.1 驱动器设计技术指标及设计原则25-27
• 3.2 功率驱动模块特性与保护功能27-29
• 3.3 主功率电路设计29-37
• 3.4 功率辅助电路设计37-46
• 3.5 功率模块散热设计46-49
• 3.6 本章小结49-50
• 4 驱动器控制板硬件电路设计50-60
• 4.1 英飞凌XMC4500的最小系统50-54
• 4.2 电流采样电路54
• 4.3 母线电压检测电路54-57
• 4.4 速度位置检测电路57-59
• 4.5 绕组换接电路59
• 4.6 本章小结59-60
• 5 电路板与电磁干扰设计60-65
• 5.1 电路板整体布局要求60-61
• 5.2 元器件选型61
• 5.3 电磁兼容设计61-63
• 5.4 电路板PCB设计63-64
• 5.5 本章小结64-65
• 6 系统调试与试验结果65-72
• 6.1 硬件调试原则65-66
• 6.2 直流母线电压采样实验66-67
• 6.3 PWM驱动输出信号实验67-69
• 6.4 IGBT开通关断实验69-70
• 6.5 电机相电流波形70-71
• 6.6 本章小结71-72
• 7 总结与展望72-74
• 7.1 总结72
• 7.2 展望72-74
• 致谢74-75
• 参考文献75-79

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本文编号：1128183