电动车用开关磁阻电机控制算法研究及功率变换器设计
发布时间：2021-08-28 16:26
随着环境污染和资源紧张问题日趋严峻,低碳环保观念深入人心,电动汽车日益受到人们的青睐。开关磁阻电机具有结构简单、输出转矩大、启动电流小、可控性好的优点非常适用于电动汽车。针对电流软斩波控制应用于开关磁阻电机时出现电流脉动大的问题,本文通过控制算法改进减小了电流脉动。同时,基于提高开关磁阻电机驱动系统可靠性的要求,本文设计了一种五电平功率变换器并提出了相应的容错控制策略。本文分析了采用传统电流斩波控制方法时电流脉动大的原因,并结合脉宽调制（pulse width modulation,PWM）和分段控制,提出一种基于电流软斩波控制的分段PWM变占空比控制策略。根据电机转速、转子位置和参考电流的不同采用不同的励磁和退磁占空比,以达到更好的电流跟踪效果。并通过仿真得到不同速度、参考电流下的最优占空比,拟合出占空比–转速–电流函数关系式,达到了较好的动态效果。由于常用非对称半桥式功率变换器开关器件较少,不能较好的适应开关磁阻电机不同工况下对励磁和退磁电压的需求,特别是当功率变换器发生开路故障时难以进行容错控制。本文设计了一种五电平功率变换器,具有多种工作模式,不仅可以适应电机在低速和高速时对励...
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
m相SR电动机机电能量转换示意图
图 2.3 SRM ψ-i 曲线Fig 2.3 The ψ-i curve of SRM共能可用如下公式表示：'2 1 2 10 0( )c ci iW di di di di 储能的变化量可表示为：2 1 2 10 0( , ) ( )c cfW i d i d i di i i d 中 Ω 为图中的封闭曲线 OBCDO，可知：'f W W 械能的变化量 Wm与磁共能的变化量相等，如下式所示：'m W W θ 度内的平均转矩用 Tavg表示，结合（2-8）和（2-9）可得：'favgWWT
第二章 开关磁阻电机及调速系统简介2 / 2 /0 0 0( , )( , ( ))2 2r rN Nr rmN mN LT T i d d d （2式中，m 是 SRM 绕组的相数，Nr为转子凸极数，ξ 为相电流的中间变量 开关磁阻电机的数学模型如果不考虑磁路饱和的影响，即假设电机相绕组的电感与相电流大小无关磁场的边缘扩散效应，可用图 2.4 表示电感随转子位置角的变化规律。
【参考文献】：
期刊论文
[1]六相开关磁阻电机N+2功率变换器断路故障状态下的中点电流特性分析[J]. 管旻珺,朱姝姝,张磊,刘闯. 中国电机工程学报. 2019(02)
[2]电动车用多盘式永磁同步电机协同优化与容错控制方法[J]. 赵剑飞,花敏琪,刘廷章. 中国电机工程学报. 2019(02)
[3]基于全桥变换器的开关磁阻电机直接转矩控制[J]. 颜宁,曹鑫,邓智泉. 中国电机工程学报. 2018(S1)
[4]新能源汽车永磁同步电机及控制系统的设计应用研究[J]. 韩新江. 时代汽车. 2017(14)
[5]电动汽车用开关磁阻电机驱动系统研究[J]. 高旭东,张嘉航,刘海成,马成. 黑龙江工程学院学报. 2017(03)
[6]基于PWM的开关磁阻电机直接瞬时转矩控制[J]. 朱叶盛,章国宝,黄永明. 电工技术学报. 2017(07)
[7]基于电流斩波的开关磁阻电机转矩脉动减小策略研究[J]. 杨光,杨明发,赵参. 电气技术. 2016(07)
[8]纯电动车中永磁同步电机的研究[J]. 丁娟,朱江源,常久鹏,闫明. 汽车电器. 2016(01)
[9]基于新型磁链检测方案的开关磁阻电机非线性建模[J]. 曾辉,陈昊,徐阳,王千龙. 电工技术学报. 2013(11)
[10]不同冷却结构的微型电动车用感应电机三维稳态温度场分析[J]. 程树康,李翠萍,柴凤. 中国电机工程学报. 2012(30)
博士论文
[1]电动车开关磁阻电机驱动系统研究[D]. 程鹤.中国矿业大学 2015
硕士论文
[1]增程式电动车动力总成协调控制策略研究[D]. 赖长禄.吉林大学 2018
[2]基于滑模观测器的电动车异步驱动矢量控制系统关键技术研究[D]. 丁大尉.合肥工业大学 2017
[3]开关磁阻电机效率与转矩脉动优化控制设计[D]. 尹俊.东南大学 2016
[4]电动车开关磁阻驱动电机控制系统研究[D]. 杨洲.中国矿业大学 2015
[5]基于转矩分配的开关磁阻电机转矩脉动抑制的研究[D]. 蒋湘君.中南大学 2014
[6]基于神经网络的开关磁阻电机建模及无位置传感器控制[D]. 杜开亮.重庆大学 2013
[7]开关磁阻电机转子位置辨识技术的研究[D]. 倪天.哈尔滨工业大学 2012
[8]基于开关磁阻电机的电动叉车行驶驱动系统的研究[D]. 陆文龙.合肥工业大学 2012
[9]电动汽车用开关磁阻电机的控制器研究[D]. 杨炜栋.华南理工大学 2011
[10]基于MATLAB的开关磁阻电机的噪声问题仿真研究[D]. 韩君.合肥工业大学 2008
本文编号：3368854
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
m相SR电动机机电能量转换示意图
图 2.3 SRM ψ-i 曲线Fig 2.3 The ψ-i curve of SRM共能可用如下公式表示：'2 1 2 10 0( )c ci iW di di di di 储能的变化量可表示为：2 1 2 10 0( , ) ( )c cfW i d i d i di i i d 中 Ω 为图中的封闭曲线 OBCDO，可知：'f W W 械能的变化量 Wm与磁共能的变化量相等，如下式所示：'m W W θ 度内的平均转矩用 Tavg表示，结合（2-8）和（2-9）可得：'favgWWT
第二章 开关磁阻电机及调速系统简介2 / 2 /0 0 0( , )( , ( ))2 2r rN Nr rmN mN LT T i d d d （2式中，m 是 SRM 绕组的相数，Nr为转子凸极数，ξ 为相电流的中间变量 开关磁阻电机的数学模型如果不考虑磁路饱和的影响，即假设电机相绕组的电感与相电流大小无关磁场的边缘扩散效应，可用图 2.4 表示电感随转子位置角的变化规律。
【参考文献】：
期刊论文
[1]六相开关磁阻电机N+2功率变换器断路故障状态下的中点电流特性分析[J]. 管旻珺,朱姝姝,张磊,刘闯. 中国电机工程学报. 2019(02)
[2]电动车用多盘式永磁同步电机协同优化与容错控制方法[J]. 赵剑飞,花敏琪,刘廷章. 中国电机工程学报. 2019(02)
[3]基于全桥变换器的开关磁阻电机直接转矩控制[J]. 颜宁,曹鑫,邓智泉. 中国电机工程学报. 2018(S1)
[4]新能源汽车永磁同步电机及控制系统的设计应用研究[J]. 韩新江. 时代汽车. 2017(14)
[5]电动汽车用开关磁阻电机驱动系统研究[J]. 高旭东,张嘉航,刘海成,马成. 黑龙江工程学院学报. 2017(03)
[6]基于PWM的开关磁阻电机直接瞬时转矩控制[J]. 朱叶盛,章国宝,黄永明. 电工技术学报. 2017(07)
[7]基于电流斩波的开关磁阻电机转矩脉动减小策略研究[J]. 杨光,杨明发,赵参. 电气技术. 2016(07)
[8]纯电动车中永磁同步电机的研究[J]. 丁娟,朱江源,常久鹏,闫明. 汽车电器. 2016(01)
[9]基于新型磁链检测方案的开关磁阻电机非线性建模[J]. 曾辉,陈昊,徐阳,王千龙. 电工技术学报. 2013(11)
[10]不同冷却结构的微型电动车用感应电机三维稳态温度场分析[J]. 程树康,李翠萍,柴凤. 中国电机工程学报. 2012(30)
博士论文
[1]电动车开关磁阻电机驱动系统研究[D]. 程鹤.中国矿业大学 2015
硕士论文
[1]增程式电动车动力总成协调控制策略研究[D]. 赖长禄.吉林大学 2018
[2]基于滑模观测器的电动车异步驱动矢量控制系统关键技术研究[D]. 丁大尉.合肥工业大学 2017
[3]开关磁阻电机效率与转矩脉动优化控制设计[D]. 尹俊.东南大学 2016
[4]电动车开关磁阻驱动电机控制系统研究[D]. 杨洲.中国矿业大学 2015
[5]基于转矩分配的开关磁阻电机转矩脉动抑制的研究[D]. 蒋湘君.中南大学 2014
[6]基于神经网络的开关磁阻电机建模及无位置传感器控制[D]. 杜开亮.重庆大学 2013
[7]开关磁阻电机转子位置辨识技术的研究[D]. 倪天.哈尔滨工业大学 2012
[8]基于开关磁阻电机的电动叉车行驶驱动系统的研究[D]. 陆文龙.合肥工业大学 2012
[9]电动汽车用开关磁阻电机的控制器研究[D]. 杨炜栋.华南理工大学 2011
[10]基于MATLAB的开关磁阻电机的噪声问题仿真研究[D]. 韩君.合肥工业大学 2008
本文编号：3368854
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