某电动车用驱动电机效率分析与建模研究
发布时间：2021-06-27 08:51
在当前节能减排的背景下,电动汽车因高效环保而成为汽车行业研究的重点。驱动电机是电动汽车的动力源,其运行效率和转矩性能决定了车辆的整体性能。因此,对驱动电机进行能耗分析和转矩控制研究具有现实意义。高性能的转矩控制算法离不开准确的电机电磁参数,而电机参数的精确辨识依赖准确的电机参考模型。传统解耦两轴永磁同步电机模型未体现铁耗的影响,实际上铁耗在电机运行中占比较大。本文以实现电动汽车驱动电机高性能的转矩控制效果为目标,通过对驱动电机的能耗分析,在电机建模中加入了铁耗因素,并基于改进的模型进行了电磁参数辨识,最终将辨识结果应用于基于前馈+PI的转矩控制策略中。在此过程中,对电机建模中是否考虑铁耗以及电机参数辨识不准对转矩控制效果的影响程度进行了分析。本文主要研究内容如下:（1）考虑损耗的永磁同步电机建模与电机损耗建模建立高精度的电机模型不但可以为电机电磁参数辨识提供基础,还可以方便控制策略的研究开发。本文通过在永磁同步电机两轴等效电路中加入铁耗等效电阻,来引入铁耗对电机状态的影响,同时基于此搭建了电机铁耗模型。这样,完成对铁耗的离线测量,就可以在线对铁耗进行估计,这对于电机温升计算很有帮助。最...
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
定子静止两相坐标系与同步旋转坐标系
吉林大学硕士学位论文通与转矩的解耦控制。规定同步旋转坐标系的d轴与转子磁链方向相同，q轴超0 度电角度。图 2.1 表示了静止两相坐标系 与同步旋转坐标系d-q的关系图 2.1 定子静止两相坐标系与同步旋转坐标系永磁同步电机在同步旋转坐标系下的等效电路如图 2.2 所示。
电机的电磁转矩方程为： ( ) ···················(其中： 为电机电磁转矩， 为电机转子磁极对数。.2.2 考虑铁心损耗影响的电机数学模型2.2.1 节中推导的解耦两轴电机模型中仅体现了铜耗的影响，即电压方程的 项。而在电机实际运行中，铁心损耗会对电机定子电流产生影响。尤其是对于转高的工况，铁耗对电机状态影响很大，忽略铁耗会导致电机模型与真实电机状态。根据 2.1.2 节的分析，可以通过在电机d、q轴等效电路中并联铁耗等效电阻的方体现铁耗的影响。图 2.3 为电机并联铁耗电阻等效电路，将铁耗电阻 与两轴的感应电动势项并后将 看做转子电角速度 的函数，即可在等效电路中体现磁滞损耗和涡流损耗的。
【参考文献】：
期刊论文
[1]电动汽车及其驱动电机发展现状与展望[J]. 曲荣海,秦川. 南方电网技术. 2016(03)
[2]永磁同步电机参数辨识研究综述[J]. 李红梅,陈涛. 电子测量与仪器学报. 2015(05)
[3]逆变器系统预充电控制策略的研究[J]. 刘莹,程善美,孙得金. 电气传动. 2014(11)
[4]电压型逆变器非线性的分析及补偿[J]. 陈斌,王婷,吕征宇,姚文熙. 电工技术学报. 2014(06)
[5]矢量控制下永磁同步电机的损耗分析[J]. 丁树业,刘书齐,毕刘新,冯海军,李跃龙. 西安交通大学学报. 2013(12)
[6]基于前馈补偿的永磁同步电机电流环解耦控制[J]. 邓仁燕,唐娟,夏炎,王林翮. 电力电子技术. 2013(06)
[7]Comparison of Two Novel MRAS Based Strategies for Identifying Parameters in Permanent Magnet Synchronous Motors[J]. Kan Liu 1,2 Qiao Zhang 2,3 Zi-Qiang Zhu 2 Jing Zhang 1 An-Wen Shen 3 Paul Stewart 2,4 1 School of Electrical and Information Engineering,Hunan University,Changsha 410082,PRC 2 Department of Electronic and Electrical Engineering,University of Sheffield,Sheffield S1 3JD,UK 3 Department of Control Science and Engineering,Huazhong University of Science and Technology,Wuhan 430074,PRC 4 Department of Aeronautical and Automotive Engineering,University of Salford,Greater Manchester M5 4WT,UK. International Journal of Automation & Computing. 2010(04)
[8]永磁同步电机矢量控制与直接转矩控制比较研究[J]. 李耀华,刘卫国. 电气传动. 2010(10)
[9]永磁同步电机绕组电感的饱和效应[J]. 任雷,崔芮华,王宗培,程智. 电工技术学报. 2000(01)
博士论文
[1]基于永磁同步电机的电动助力转向系统力矩控制算法研究[D]. 张虎.吉林大学 2015
[2]四轮驱动电动汽车永磁同步轮毂电机驱动系统转矩控制研究[D]. 李洋.吉林大学 2015
[3]超高效异步电机损耗模型及降耗措施研究[D]. 赵海森.华北电力大学（北京） 2011
[4]高速永磁同步电机的损耗分析与温度场计算[D]. 江善林.哈尔滨工业大学 2010
[5]采用电动轮驱动的电动汽车转矩协调控制研究[D]. 张缓缓.吉林大学 2009
硕士论文
[1]永磁同步EPS助力电机有限元建模与分析研究[D]. 潘忠亮.吉林大学 2016
[2]应用参数辨识的EPS同步助力电机前馈控制研究[D]. 满超.吉林大学 2015
[3]电动车用永磁同步电机相电压补偿策略研究[D]. 周传炜.哈尔滨工业大学 2015
[4]电动汽车永磁同步电机杂散损耗分析与设计[D]. 段庆亮.沈阳工业大学 2015
[5]面向损耗模拟的直流无刷轮毂电机内部温度预测研究[D]. 李祥杰.吉林大学 2013
[6]EPS同步助力电机电磁系数离线获取方法研究[D]. 吕新想.吉林大学 2012
本文编号：3252534
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
定子静止两相坐标系与同步旋转坐标系
吉林大学硕士学位论文通与转矩的解耦控制。规定同步旋转坐标系的d轴与转子磁链方向相同，q轴超0 度电角度。图 2.1 表示了静止两相坐标系 与同步旋转坐标系d-q的关系图 2.1 定子静止两相坐标系与同步旋转坐标系永磁同步电机在同步旋转坐标系下的等效电路如图 2.2 所示。
电机的电磁转矩方程为： ( ) ···················(其中： 为电机电磁转矩， 为电机转子磁极对数。.2.2 考虑铁心损耗影响的电机数学模型2.2.1 节中推导的解耦两轴电机模型中仅体现了铜耗的影响，即电压方程的 项。而在电机实际运行中，铁心损耗会对电机定子电流产生影响。尤其是对于转高的工况，铁耗对电机状态影响很大，忽略铁耗会导致电机模型与真实电机状态。根据 2.1.2 节的分析，可以通过在电机d、q轴等效电路中并联铁耗等效电阻的方体现铁耗的影响。图 2.3 为电机并联铁耗电阻等效电路，将铁耗电阻 与两轴的感应电动势项并后将 看做转子电角速度 的函数，即可在等效电路中体现磁滞损耗和涡流损耗的。
【参考文献】：
期刊论文
[1]电动汽车及其驱动电机发展现状与展望[J]. 曲荣海,秦川. 南方电网技术. 2016(03)
[2]永磁同步电机参数辨识研究综述[J]. 李红梅,陈涛. 电子测量与仪器学报. 2015(05)
[3]逆变器系统预充电控制策略的研究[J]. 刘莹,程善美,孙得金. 电气传动. 2014(11)
[4]电压型逆变器非线性的分析及补偿[J]. 陈斌,王婷,吕征宇,姚文熙. 电工技术学报. 2014(06)
[5]矢量控制下永磁同步电机的损耗分析[J]. 丁树业,刘书齐,毕刘新,冯海军,李跃龙. 西安交通大学学报. 2013(12)
[6]基于前馈补偿的永磁同步电机电流环解耦控制[J]. 邓仁燕,唐娟,夏炎,王林翮. 电力电子技术. 2013(06)
[7]Comparison of Two Novel MRAS Based Strategies for Identifying Parameters in Permanent Magnet Synchronous Motors[J]. Kan Liu 1,2 Qiao Zhang 2,3 Zi-Qiang Zhu 2 Jing Zhang 1 An-Wen Shen 3 Paul Stewart 2,4 1 School of Electrical and Information Engineering,Hunan University,Changsha 410082,PRC 2 Department of Electronic and Electrical Engineering,University of Sheffield,Sheffield S1 3JD,UK 3 Department of Control Science and Engineering,Huazhong University of Science and Technology,Wuhan 430074,PRC 4 Department of Aeronautical and Automotive Engineering,University of Salford,Greater Manchester M5 4WT,UK. International Journal of Automation & Computing. 2010(04)
[8]永磁同步电机矢量控制与直接转矩控制比较研究[J]. 李耀华,刘卫国. 电气传动. 2010(10)
[9]永磁同步电机绕组电感的饱和效应[J]. 任雷,崔芮华,王宗培,程智. 电工技术学报. 2000(01)
博士论文
[1]基于永磁同步电机的电动助力转向系统力矩控制算法研究[D]. 张虎.吉林大学 2015
[2]四轮驱动电动汽车永磁同步轮毂电机驱动系统转矩控制研究[D]. 李洋.吉林大学 2015
[3]超高效异步电机损耗模型及降耗措施研究[D]. 赵海森.华北电力大学（北京） 2011
[4]高速永磁同步电机的损耗分析与温度场计算[D]. 江善林.哈尔滨工业大学 2010
[5]采用电动轮驱动的电动汽车转矩协调控制研究[D]. 张缓缓.吉林大学 2009
硕士论文
[1]永磁同步EPS助力电机有限元建模与分析研究[D]. 潘忠亮.吉林大学 2016
[2]应用参数辨识的EPS同步助力电机前馈控制研究[D]. 满超.吉林大学 2015
[3]电动车用永磁同步电机相电压补偿策略研究[D]. 周传炜.哈尔滨工业大学 2015
[4]电动汽车永磁同步电机杂散损耗分析与设计[D]. 段庆亮.沈阳工业大学 2015
[5]面向损耗模拟的直流无刷轮毂电机内部温度预测研究[D]. 李祥杰.吉林大学 2013
[6]EPS同步助力电机电磁系数离线获取方法研究[D]. 吕新想.吉林大学 2012
本文编号：3252534
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