电动车用感应电机矢量控制技术研究

发布时间：2017-07-31 13:20

  本文关键词：电动车用感应电机矢量控制技术研究

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【摘要】：电动汽车以良好的节能和环保特性迅速成为当今世界关注的焦点和汽车发展的趋势。随着电力电子技术、控制理论、电机制造以及数字信号处理技术的发展,感应电机矢量控制技术在电机调速领域获得了广泛的应用。感应电机具有结构坚固、体积小、能工作于恶劣环境等优点,且工艺成熟、价格便宜,故其在电动汽车领域发挥着重要作用。随着矢量控制性能的不断提高,感应电机甚至已经成为电动汽车的主流驱动电机。本文采用意法半导体有限公司生产的单片机芯片STM32F051xx,并以矢量控制为核心算法来实现三相感应电机调速。通过深入研究感应电动机的矢量控制理论,建立起相应数学模型,最后经过综合分析确定了直接矢量控制调速方案。本论文采用磁链、转矩、转速三闭环调速控制方式,用SVPWM脉宽调制方式进行调制。使用单电阻采样方法采样直流母线电流,不仅节省了硬件的成本,而且也避免了三电阻采样中使用三个运放造成补偿电压不一致的弊端。最后,介绍了如何配置STM32F051xx的外设才能更好的实现空间矢量调制。本论文重点是基于STM32F051,采用SVPWM单电阻采样三相技术实现对感应电机的矢量控制。
【关键词】：感应电机 磁场定向控制 SVPWM 单电阻采样 STM32
【学位授予单位】：河北科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM346;U469.72
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 绪论8-14
• 1.1 学术背景及其意义8
• 1.2 电动车的发展及电动车用电机类型8-12
• 1.2.1 电动车的发展8-9
• 1.2.2 电动车用电机类型9-12
• 1.3 矢量控制技术发展概况12
• 1.4 存在的不足或待深入研究的问题12-13
• 1.5 本研究课题的来源及主要研究内容13-14
• 第2章 感应电机矢量控制原理与数学模型14-30
• 2.1 感应电机在三相静止坐标系下的数学模型14-19
• 2.2 坐标变换阵19-21
• 2.2.1 Clarke变换19-20
• 2.2.2 Park变换20-21
• 2.3 感应电机在正交坐标系上的动态数学模型21-26
• 2.4 感应电机转子磁链定向矢量控制26-29
• 2.5 本章小结29-30
• 第3章 感应电机矢量控制实现方法30-42
• 3.1 SVPWM技术30-36
• 3.1.1 SVPWM的基本概念30-32
• 3.1.2 SVPWM的数学模型32-36
• 3.2 单电阻采样技术36-41
• 3.2.1 单电阻采样原理37-39
• 3.2.2 单电阻采样具体方法的实现39-41
• 3.3 本章小结41-42
• 第4章 感应电机矢量控制系统的Matlab仿真42-56
• 4.1 三相感应电机matlab模型42-44
• 4.2 矢量控制系统的Matlab模型44-48
• 4.2.1 矢量变换模块的Matlab仿真44-47
• 4.2.2 PI调节器的Matlab仿真47-48
• 4.2.3 磁链计算器的Matlab模型48
• 4.3 SVPWM模块模型48-52
• 4.3.1 电压矢量所处扇区判断模块49
• 4.3.2 电压矢量所在扇区的工作时间计算模块49-51
• 4.3.3 SVPWM波形生成模块51-52
• 4.4 仿真结果52-54
• 4.5 本章小结54-56
• 第5章 感应电机矢量控制系统实验平台的设计56-70
• 5.1 硬件电路的设计56-61
• 5.1.1 微控制器的选择56-57
• 5.1.2 控制器电源57-58
• 5.1.3 驱动、功率转换电路58-60
• 5.1.4 电流检测60
• 5.1.5 过流保护60-61
• 5.1.6 电压检测电路61
• 5.2 软件设计61-66
• 5.2.1 系统初始化62-63
• 5.2.2 主程序设计63-64
• 5.2.3 中断程序设计64-66
• 5.3 实验结果66-68
• 5.4 本章小结68-70
• 结论70-72
• 参考文献72-78
• 致谢78

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：599349