电动汽车用永磁同步电机直接转矩控制的研究

发布时间：2022-01-25 21:11

　　近年来我国的汽车行业迅速发展,为能源消耗和环境污染问题带来了巨大的压力。因此新能源汽车,尤其是纯电动汽车成为了未来汽车行业的发展新方向。永磁同步电机作为具有高效、高功率密度特点的一类电机,将其应用于电动汽车的驱动系统对于我国的汽车行业发展有着巨大的潜力和广阔的前景。因此,本文结合电动汽车实际的运行需求,对基于直接转矩控制的永磁同步电机驱动系统进行了深入研究。本文首先介绍了永磁同步电机的结构与分类,以及永磁同步电机在不同坐标系下的数学模型,并据此分析了永磁同步电机直接转矩调速系统的控制原理及实现方法。在MATLAB/Simulink环境下对永磁同步电机直接转矩控制调速系统模型进行建模仿真,探讨了该调速系统的各项性能,为电机运行效率优化和弱磁扩速运行提供理论基础。针对电动汽车一次充电行驶里程数较短的问题,提出了对电机运行进行效率优化,提高其续航能力。首先研究了直接转矩控制下使电机高效运行的最大转矩电流比控制方法,指出在电机实际运行中参数变化会使其脱离效率最优点运行导致控制精度下降的不足。针对这一问题,分析了判断实际运行点与效率最优点相对位置的方法,并结合实际运行情况下调节速度必须快的要求,... 

【文章来源】：江苏科技大学江苏省

【文章页数】：87 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 电动汽车发展现状
        1.2.1 电动汽车及驱动电机国内外发展现状
        1.2.2 电动汽车研究热点和方向
    1.3 永磁同步电机控制研究现状
    1.4 本文的主要工作和研究内容
第二章 永磁同步电机的数学模型及直接转矩控制原理
    2.1 永磁同步电机的分类和结构
    2.2 永磁同步电机的数学模型
        2.2.1 永磁同步电机在三相静止坐标系下的数学模型
        2.2.2 永磁同步电机在(α?β)两相静止坐标系下的模型
        2.2.3 永磁同步电机在(d?q)两相旋转坐标系下的模型
        2.2.4 永磁同步电机在(x?y)坐标系下的模型
    2.3 永磁同步电机的直接转矩控制原理及实现方法
        2.3.1 永磁同步电机直接转矩控制基本原理
        2.3.2 永磁同步电机直接转矩控制中电压矢量的应用
        2.3.3 永磁同步电机直接转矩控制实现方法
    2.4 永磁同步电机直接转矩控制建模与仿真
    2.5 本章小结
第三章 永磁同步电机最大转矩电流比控制策略研究
    3.1 永磁同步电机直接转矩控制最大转矩电流比控制原理
    3.2 模糊自适应MTPA控制策略
        3.2.1 模糊自适应MTPA优化控制策略
        3.2.2 模糊控制基本原理
        3.2.3 模糊控制器的设计与实现
    3.3 DTC-MTPA模糊自适应效率优化控制的仿真分析
    3.4 避免转矩脉动增大的优化调整策略
    3.5 仿真结果及分析
    3.6 本章小结
第四章 永磁同步电机直接转矩弱磁控制
    4.1 电流极限圆和电压极限圆
    4.2 永磁同步电机运行区域划分
    4.3 永磁同步电机直接转矩控制中零矢量的作用
    4.4 永磁同步电机直接转矩弱磁控制实现方法
    4.5 插入零矢量的弱磁运行以及最大转矩角限制
    4.6 仿真分析
    4.7 本章小结
第五章 永磁同步电机直接转矩控制调速系统设计
    5.1 PMSM-DTC系统硬件设计
        5.1.1 PMSM-DTC调速系统硬件整体结构
        5.1.2 硬件主电路设计
        5.1.3 检测电路
        5.1.4 隔离驱动电路
    5.2 PMSM-DTC系统软件设计
        5.2.1 系统控制总流程图
        5.2.2 中断过程设计
    5.3 永磁同步电机MTPA-DTC软件设计
    5.4 永磁同步电机DTC弱磁控制软件设计
    5.5 PMSM无速度传感器方案
    5.6 本章小结
全文总结和展望
    全文总结
    展望
参考文献
攻读硕士学位期间所发表的学术论文
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]纯电动汽车的发展及其关键技术研究[J]. 李选芒,朱辉,许冀阳,杨阳.  时代农机. 2018(07)
[2]基于磁链优化模糊控制的电动汽车驱动[J]. 沈佳烨,吴雷.  电子测量技术. 2018(11)
[3]内置式交替极永磁同步电机性能及机理研究[J]. 樊英,谭超.  电工技术学报. 2018(11)
[4]永磁同步电机直接转矩控制在线效率优化方法[J]. 董素玲.  电气传动. 2018(01)
[5]国内纯电动汽车发展策略分析[J]. 张洁,裴梓翔.  能源与环境. 2017(05)
[6]新能源汽车中交流永磁电动机技术的应用[J]. 段壳,沈天赐.  汽车实用技术. 2017(16)
[7]基于模糊控制的内置式永磁同步电机弱磁调速算法[J]. 朱正佳,李优新,任崇明,廖海林.  微电机. 2017(07)
[8]新能源汽车发展综述[J]. 林志鸿,林银盛.  南方农机. 2017(12)
[9]新能源汽车驱动电机关键技术[J]. 胡勇,关天聪,谭永奖,李志辉.  电子测试. 2017(04)
[10]浅谈电动汽车电机驱动控制系统的发展趋势[J]. 杨濛,李毅.  科技风. 2016(07)

博士论文
[1]永磁同步电机直接转矩控制技术研究[D]. 樊明迪.西北工业大学 2014
[2]无位置传感器同步电机直接转矩控制理论研究与实践[D]. 田淳.南京航空航天大学 2002

硕士论文
[1]基于直接转矩控制的交流变频器样机的研究[D]. 张振.江苏科技大学 2017
[2]电动汽车用IPMSM驱动控制策略的研究与实现[D]. 姚超.湖南大学 2016
[3]永磁同步电机直接转矩弱磁控制的研究[D]. 迟介夫.兰州交通大学 2015
[4]电动汽车用永磁同步电机效率优化策略研究[D]. 徐淑芬.长安大学 2014



本文编号：3609219