电动汽车用永磁同步电机控制及其效率优化研究

发布时间：2020-03-30 17:52

【摘要】：随着世界石油资源短缺和环境污染日益严重,发展新能源汽车是实现汽车工业可持续发展的必由之路,而电动汽车是新能源汽车中的佼佼者。本文主要研究电动汽车用永磁同步电机控制及其效率优化。该研究对电动汽车的普及具有十分重要的意义。首先,本文建立了永磁同步电机的数学模型,详细分析了SVPWM控制理论,并对坐标变换和解耦控制原理进行了分析。对永磁同步电机的三种主要控制方法:变压变频控制、矢量控制、直接转矩控制进行了简要的介绍,分析其优缺点,并选取矢量控制为本文的控制方法。然后,详细介绍了永磁同步电机矢量控制的策略并通过MATLAB/Simulink建模,分别对_di(28)0控制、速度环PI输出限制、电流环误差补偿控制及无零矢量共模电压抑制技术进行了研究及仿真,分析各个算法的优缺点及适用情况。之后,对电动汽车用永磁同步电机控制效率优化进行了研究,详细分析了最大转矩电流比控制原理及其优缺点。提出了两种永磁同步电机最大效率控制的算法,一种是改进最大转矩电流比控制,另一种是基于_di(28)0的电流矢量偏移控制,这两种算法都不依赖电机参数,不受电机参数变化影响,鲁棒性强。最后,通过基于TMS320F28069的实验平台对永磁同步电机的控制算法及效率优化进行了实验研究,结果表明本文所提出的控制算法提高了系统的动态响应和控制效率,最大可提升4%的电机控制效率,达到了高效率和快响应的要求。
【图文】：

电压空间矢量,矢量,定子磁链

图 2.10 基本电压空间矢量图1 所示，如果逆变器只有基本电压空间矢量4U 作用时的矢端就会从 A 点沿着平行于的方向运动到 B 点本电压空间矢量改为6U 作用，这时定子磁链矢量着平行于6U 的方向运动到 C 点。同理，，若所有六个非 2.11 所示的顺序分别作用，则定子磁链矢量的矢六边形[8,11]。(100)4U (110)6(010)U2U(011)U3(000)U0(111)U7ⅠⅡⅢED

模型图,算法仿真,模型,参数设置

表 2.5 三相 PWM 波的切换时间N 1 2 3 4 5 6aTaonTconTbTcT2.5 基于 MATLAB/Simulink 的 SVPWM 仿真模块实现按照以上的算法，在 MATLAB/Simulink 中进行仿真，如图 2.13 所示。具体参数设置为：u 200cos100t ，u 200sin100t ，PWM 周期4T10 （s即 PWM频率为 10kHz），直流侧电压 460dcu V，仿真算法采用变步长 ode23tb 算法，并且最大仿真步长设置为 1e-6，其余参数按默认设置。各模块的仿真模型如图2.14~2.18 所示，其中，图 2.18 中的重复序列（Repeating Sequence）模块的参数设置为：Time values:[0:T/2:T]，Output values:[0 T/2 0]。
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U469.72

【参考文献】