混合动力车用永磁同步电机驱动系统研究

发布时间：2017-12-15 19:30

  本文关键词：混合动力车用永磁同步电机驱动系统研究

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【摘要】：永磁同步电机因其具有尺寸小,重量轻,高效率、高功率密度,高转矩利用系数、调速性能良好以及可靠性良好等优点而成为混合动力车用驱动电机的主流选择,优秀的车用永磁同步电机驱动系统可加快系统响应时间,拓宽调速范围,提高输出转矩,减少控制电路和电机的损耗,增强了控制系统的稳定性,因此,混合动力车用永磁同步电机驱动系统的研究具有很高的现实价值。混合动力车用永磁同步电机驱动系统连接着蓄电池和电机,本文选取永磁同步电机作为车用驱动电机,而永磁同步电机从转子结构上又分为内置式和表贴式,内置式永磁同步电机因其不存在永磁体飞出问题,高输出转矩和高弱磁扩速能力而成为车用驱动电机的最佳选择。对混合动力车用永磁同步电机驱动系统的研究就是对电机控制技术的研究,本文在车用永磁同步电机驱动系统中采用矢量控制技术,矢量控制技术主要包括矢量变换环节,速度调节环节和矢量控制环节,其中矢量控制环节包含两个部分,即电机在额定转速以下和电机在额定转速以上,在这两部分中需要采取不同的控制策略,电机在额定转速以上需要采用弱磁控制,其中弱磁控制环节的算法以及是否进入弱磁环节的判断条件都是弱磁控制的难点。本文通过对矢量控制技术各环节的深入分析,发现传统矢量控制不能使电机输出最大转矩和宽调速范围,因此从提高输出转矩和调速范围的角度,本文提出了改进的矢量控制策略,在额定转速以下采用最大转矩电流比控制,在额定转速以上采用最大转矩电压比控制,电机是否进入弱磁区域的判断环节通过期望的定子电压幅值与逆变器允许值进行比较来判断,同时在控制策略中加入了电压前馈补偿的环节,经过仿真和实验验证了本文所采用的矢量控制策略能够达到较好的控制性能。本文对车用电机驱动系统进行了硬件设计和软件设计,其中硬件设计主要包括基于TMS320F2812的最小系统,基于IPM的逆变器,转速检测电路以及电流检测电路,软件设计主要包括电机驱动系统的主程序流程图,中断子程序流程图以及SVPWM产生的程序流程图。最后本文搭建了驱动系统的硬件平台,通过实验验证了驱动系统的性能。
【学位授予单位】：长春工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM341;U469.7

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本文编号：1293165