新能源汽车永磁电机位置传感器故障分析及处理的研究
发布时间：2022-08-23 22:42
当前,世界汽车产业进入科技革命和创新发展的新时代,新能源汽车取代传统燃油汽车己然是一大趋势,但由于能源系统以及驱动系统方面技术的限制使得大多数新能源汽车并不能达到理想的状态。无刷直流电机（BLDC）和永磁同步电机（PMSM）是目前应用比较广泛的驱动电机,而永磁同步电机因转矩脉动和噪声更小、效率更高将渐渐取代无刷直流电机成为一种趋势。二者的驱动都需要准确的转子位置,转子位置传感器必不可少,那么位置传感器故障问题在新能源汽车发展上就显得格外重要。因此,本课题对新能源汽车永磁同步电机位置传感器故障分析及处理技术进行研究。本文首先从多个角度分析了当今社会对新能源汽车的重视以及依赖,分析比较了现如今发展前景比较广阔的永磁无刷直流电机和永磁同步电机的工作原理以及其它各项性能。介绍了目前现有的几种转子位置传感器的原理以及性能,通过对比并结合实际情况,提出采用霍尔位置传感器作为转子位置测量的永磁同步电机矢量控制系统作为新能源汽车的驱动系统。然后,针对采用霍尔位置传感器的新能源汽车在复杂工况下可能造成的位置传感器故障的原因和故障类型进行分类,通过理论、MATLAB仿真、有限元方法对不同故障情况下可能造成...
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题的研究背景及研究意义
1.2 永磁类电机的研究现状
1.3 转子位置传感器发展现状
1.4 本文的主要研究内容
第2章 霍尔传感器的故障分析
2.1 引言
2.2 基于霍尔传感器的PMSM驱动系统
2.2.1 矢量控制原理
2.2.2 SVPWM控制策略
2.3 霍尔传感器的故障
2.3.1 霍尔传感器正常状态
2.3.2 单霍尔故障
2.3.3 双霍尔故障
2.4 霍尔故障类型检测
2.5 霍尔传感器故障模拟
2.5.1 MATLAB仿真分析
2.5.2 Maxwell有限元分析
2.6 本章小结
第3章 霍尔位置传感器故障容错研究
3.1 引言
3.2 霍尔矢量观测器
3.2.1 状态观测器
3.2.2 Luenberger状态观测器
3.2.3 转子位置跟踪观测器
3.3 基于霍尔矢量跟踪观测器的容错控制
3.4 无霍尔控制模式
3.5 仿真研究
3.6 本章小结
第4章 基于扩展卡尔曼滤波器的霍尔信号去燥处理
4.1 引言
4.2 卡尔曼滤波器原理
4.3 基于扩展卡尔曼滤波器的滤波算法
4.4 仿真研究
4.5 本章小结
第5章 结论与展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得科研成果情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国新能源汽车行业发展水平分析及展望[J]. 唐葆君,王翔宇,王彬,吴郧,邹颖,许黄琛,马也. 北京理工大学学报(社会科学版). 2019(02)
[2]全球电动汽车发展现状及未来趋势[J]. 罗艳托,汤湘华. 国际石油经济. 2018(07)
[3]一种分数阶巴特沃斯滤波器的有源电路设计[J]. 庞轶环,胡志忠. 电子学报. 2018(05)
[4]基于扩展卡尔曼滤波器的高速永磁直线同步电机扰动前馈补偿[J]. 赵希梅,武文斌,朱国昕. 电工技术学报. 2018(07)
[5]新能源汽车发展意义及技术路线研究[J]. 陈清泉,高金燕,何璇,沈斌. 中国工程科学. 2018(01)
[6]基于旋转变压器的牵引电机转速与转角测量技术研究[J]. 魏星原,王立德,申萍,岳川,白璐瑶. 铁道学报. 2018(01)
[7]低开关频率下双三相感应电机矢量控制策略[J]. 王琛琛,王堃,游小杰,周明磊. 电工技术学报. 2018(08)
[8]无刷直流电机霍尔位置传感器故障处理研究[J]. 刘锴,王宜怀,徐达. 电力电子技术. 2017(07)
[9]霍尔转子位置预估方法及其误差校正[J]. 荀倩,王培良,蔡志端,李祖欣,秦海鸿. 电工技术学报. 2017(06)
[10]扩展卡尔曼滤波结合前馈补偿永磁同步电机位置估计[J]. 佘致廷,邹薇,董旺华,秦亚胜. 控制理论与应用. 2016(10)
博士论文
[1]永磁同步电机驱动系统几类自适应控制策略研究[D]. 乔峰.山东大学 2018
[2]永磁同步电机全速度范围无位置传感器控制策略研究[D]. 王子辉.浙江大学 2012
硕士论文
[1]永磁电机驱动系统传感器故障诊断与容错控制[D]. 王国鑫.哈尔滨工业大学 2018
[2]一类线性时变系统的状态观测器设计方法[D]. 李林桐.哈尔滨工业大学 2017
[3]三相异步电机转子故障分析与诊断方法研究[D]. 魏闻达.华中科技大学 2015
[4]电动汽车用永磁同步电机的研究[D]. 温有东.哈尔滨工业大学 2012
[5]基于可编程逻辑器件的光电编码器测速方法研究[D]. 王书峰.北京邮电大学 2012
[6]卡尔曼滤波器在永磁同步电机矢量控制磁同中的应用研究[D]. 姚卫忠.浙江大学 2008
[7]基于矢量控制原理的异步电机调速系统的研究与设计[D]. 江辉建.西北工业大学 2003
本文编号：3678618
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题的研究背景及研究意义
1.2 永磁类电机的研究现状
1.3 转子位置传感器发展现状
1.4 本文的主要研究内容
第2章 霍尔传感器的故障分析
2.1 引言
2.2 基于霍尔传感器的PMSM驱动系统
2.2.1 矢量控制原理
2.2.2 SVPWM控制策略
2.3 霍尔传感器的故障
2.3.1 霍尔传感器正常状态
2.3.2 单霍尔故障
2.3.3 双霍尔故障
2.4 霍尔故障类型检测
2.5 霍尔传感器故障模拟
2.5.1 MATLAB仿真分析
2.5.2 Maxwell有限元分析
2.6 本章小结
第3章 霍尔位置传感器故障容错研究
3.1 引言
3.2 霍尔矢量观测器
3.2.1 状态观测器
3.2.2 Luenberger状态观测器
3.2.3 转子位置跟踪观测器
3.3 基于霍尔矢量跟踪观测器的容错控制
3.4 无霍尔控制模式
3.5 仿真研究
3.6 本章小结
第4章 基于扩展卡尔曼滤波器的霍尔信号去燥处理
4.1 引言
4.2 卡尔曼滤波器原理
4.3 基于扩展卡尔曼滤波器的滤波算法
4.4 仿真研究
4.5 本章小结
第5章 结论与展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得科研成果情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国新能源汽车行业发展水平分析及展望[J]. 唐葆君,王翔宇,王彬,吴郧,邹颖,许黄琛,马也. 北京理工大学学报(社会科学版). 2019(02)
[2]全球电动汽车发展现状及未来趋势[J]. 罗艳托,汤湘华. 国际石油经济. 2018(07)
[3]一种分数阶巴特沃斯滤波器的有源电路设计[J]. 庞轶环,胡志忠. 电子学报. 2018(05)
[4]基于扩展卡尔曼滤波器的高速永磁直线同步电机扰动前馈补偿[J]. 赵希梅,武文斌,朱国昕. 电工技术学报. 2018(07)
[5]新能源汽车发展意义及技术路线研究[J]. 陈清泉,高金燕,何璇,沈斌. 中国工程科学. 2018(01)
[6]基于旋转变压器的牵引电机转速与转角测量技术研究[J]. 魏星原,王立德,申萍,岳川,白璐瑶. 铁道学报. 2018(01)
[7]低开关频率下双三相感应电机矢量控制策略[J]. 王琛琛,王堃,游小杰,周明磊. 电工技术学报. 2018(08)
[8]无刷直流电机霍尔位置传感器故障处理研究[J]. 刘锴,王宜怀,徐达. 电力电子技术. 2017(07)
[9]霍尔转子位置预估方法及其误差校正[J]. 荀倩,王培良,蔡志端,李祖欣,秦海鸿. 电工技术学报. 2017(06)
[10]扩展卡尔曼滤波结合前馈补偿永磁同步电机位置估计[J]. 佘致廷,邹薇,董旺华,秦亚胜. 控制理论与应用. 2016(10)
博士论文
[1]永磁同步电机驱动系统几类自适应控制策略研究[D]. 乔峰.山东大学 2018
[2]永磁同步电机全速度范围无位置传感器控制策略研究[D]. 王子辉.浙江大学 2012
硕士论文
[1]永磁电机驱动系统传感器故障诊断与容错控制[D]. 王国鑫.哈尔滨工业大学 2018
[2]一类线性时变系统的状态观测器设计方法[D]. 李林桐.哈尔滨工业大学 2017
[3]三相异步电机转子故障分析与诊断方法研究[D]. 魏闻达.华中科技大学 2015
[4]电动汽车用永磁同步电机的研究[D]. 温有东.哈尔滨工业大学 2012
[5]基于可编程逻辑器件的光电编码器测速方法研究[D]. 王书峰.北京邮电大学 2012
[6]卡尔曼滤波器在永磁同步电机矢量控制磁同中的应用研究[D]. 姚卫忠.浙江大学 2008
[7]基于矢量控制原理的异步电机调速系统的研究与设计[D]. 江辉建.西北工业大学 2003
本文编号：3678618
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