新能源汽车异步电机控制器设计及应用
发布时间：2022-02-24 11:03
随着国家经济的大力发展,人们环保意识的增强,可持续发展的观念越来越深入人心,新能源汽车具有低噪声、无污染、使用成本低的特点,同时政府也出台政策大力扶持新能源汽车行业,因此可见新能源汽车在未来有着很好的市场前景。电机控制系统作为新能源汽车的核心技术,其控制效果直接影响电动汽车性能的优劣,并且在电动汽车所用的电机控制系统中,交流电机控制系统凭借着结构简单、成本低、高可靠性以及较宽的调速范围得到了广泛的应用。论文分析了交流异步电机的结构和工作原理,以异步电机在三相静止坐标系下的数学模型为基础,使用Park和Clark变换将其转化为类似直流电机的两相旋转坐标系的数学模型,使电机定子励磁电流分量和转矩电流分量得到了解耦,简化了其控制难度。设计了基于电流分量的转子磁链观测器,并且利用转子磁场定向控制技术和异步电机的电流模型完成了矢量控制系统结构设计,为构建矢量控制系统平台提供了理论依据。采用DSP增强型PWM（EPWM）模块生成高精度空间矢量脉宽调制（SVPWM）信号,提升了电机的控制效率和调速范围。论文采用TMS320F28035数字信号处理器完成了控制器的硬件系统设计,实现了基于线性霍尔传感器...
【文章来源】：济南大学山东省
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 课题背景及意义
1.2 新能源汽车电机控制系统的研究现状
1.3 课题的主要研究内容
1.4 论文的章节安排
第二章 交流异步电机的结构及控制原理
2.1 交流异步电机的结构
2.2 交流异步电机的工作原理
2.3 交流异步电机的数学模型
2.3.1 交流异步电机三相静止坐标系数学模型
2.3.2 交流异步电机两相静止坐标系数学模型
2.3.3 交流异步电机两相旋转坐标系数学模型
2.4 本章小结
第三章 磁场定向矢量控制策略
3.1 空间矢量定义和变换
3.1.1 Clark变换
3.1.2 Park变换
3.2 电压空间矢量调制SVPWM控制及实现
3.2.1 电压空间矢量调制(SVPWM)原理
3.2.2 磁链观测器
3.2.3 SVPWM调制实现方法
3.2.4 七段式SVPWM
3.3 本章小结
第四章 三相异步电机矢量控制系统的硬件设计
4.1 硬件总体设计
4.2 DSP核心控制电路
4.2.1 主控制芯片的选择
4.2.2 电流检测电路设计
4.2.3 加速踏板电路设计
4.2.4 位置传感电路
4.3 系统电源电路
4.4 电机驱动电路
4.5 本章小结
第五章 电机驱动软件设计
5.1 系统驱动软件总体的设计
5.2 控制软件主程序设计
5.3 控制软件程序模块设计
5.3.1 A/D采样中断子程序
5.3.2 中断子模块
5.3.3 PI调节器子程序
5.3.4 测速模块
5.3.5 电流偏置模块
5.3.6 SVPWM模块
5.4 本章小结
第六章 系统调试及分析
6.1 硬件测试平台搭建
6.1.1 PCB电路板的制作
6.1.2 平台搭建
6.2 系统测试
第七章 结论与展望
参考文献
致谢
附录
【参考文献】：
期刊论文
[1]不同控制策略下的三相异步电机控制效果分析[J]. 蔡小全,冯丽君. 工业控制计算机. 2018(02)
[2]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)
[3]电动汽车IGBT的研究与应用[J]. 郭淑英,王征宇,罗海辉,张旭辉,吴义伯,覃荣震. 大功率变流技术. 2017(05)
[4]三相PWM整流技术在电动汽车中的应用[J]. 吕兴贺,葛宝川,李永恒. 仪表技术. 2017(09)
[5]国内电动汽车发展现状及趋势分析[J]. 王志民. 科技传播. 2016(19)
[6]交流电机驱动器中采用霍尔电流传感芯片与过采样技术的电流检测[J]. 王宇翔,孙伟,金孟加. 微电机. 2015(08)
[7]基于UC2845单端正激式开关电源设计[J]. 李祥,洪浩,邱力军. 无线互联科技. 2014(12)
[8]电动汽车发展现状研究[J]. 刘悦,刘若成. 科学咨询（科技·管理）. 2014(10)
[9]交流异步电机变频调速系统性能实验的比较研究[J]. 马良河. 电气传动. 2014(07)
[10]电动车用交流异步电机宽速域控制策略[J]. 胡建军,旦高亮,秦大同. 中国机械工程. 2013(09)
硕士论文
[1]基于DSP的电动汽车交流异步电机控制系统研究与开发[D]. 胡崇晗.东南大学 2016
[2]异步伺服电机的设计[D]. 张猛.山东大学 2013
[3]基于TMS320F28035的永磁同步电机伺服驱动器硬件设计[D]. 蒋书斌.西安电子科技大学 2013
[4]交流异步电机伺服驱动器研究与设计[D]. 马俊杰.华中科技大学 2012
[5]基于DSP的交流异步电机变频调速系统研究与实现[D]. 解维坤.厦门大学 2008
[6]基于DSP的三相交流异步电机矢量控制系统[D]. 丁辉.大连理工大学 2007
[7]基于DSP的异步电机SVPWM矢量控制系统的研究[D]. 刘卫俊.浙江工业大学 2005
[8]磁编码器在电动汽车异步电机矢量控制中的应用[D]. 华旸.中国科学院研究生院（电工研究所） 2003
本文编号：3642590
【文章来源】：济南大学山东省
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 课题背景及意义
1.2 新能源汽车电机控制系统的研究现状
1.3 课题的主要研究内容
1.4 论文的章节安排
第二章 交流异步电机的结构及控制原理
2.1 交流异步电机的结构
2.2 交流异步电机的工作原理
2.3 交流异步电机的数学模型
2.3.1 交流异步电机三相静止坐标系数学模型
2.3.2 交流异步电机两相静止坐标系数学模型
2.3.3 交流异步电机两相旋转坐标系数学模型
2.4 本章小结
第三章 磁场定向矢量控制策略
3.1 空间矢量定义和变换
3.1.1 Clark变换
3.1.2 Park变换
3.2 电压空间矢量调制SVPWM控制及实现
3.2.1 电压空间矢量调制(SVPWM)原理
3.2.2 磁链观测器
3.2.3 SVPWM调制实现方法
3.2.4 七段式SVPWM
3.3 本章小结
第四章 三相异步电机矢量控制系统的硬件设计
4.1 硬件总体设计
4.2 DSP核心控制电路
4.2.1 主控制芯片的选择
4.2.2 电流检测电路设计
4.2.3 加速踏板电路设计
4.2.4 位置传感电路
4.3 系统电源电路
4.4 电机驱动电路
4.5 本章小结
第五章 电机驱动软件设计
5.1 系统驱动软件总体的设计
5.2 控制软件主程序设计
5.3 控制软件程序模块设计
5.3.1 A/D采样中断子程序
5.3.2 中断子模块
5.3.3 PI调节器子程序
5.3.4 测速模块
5.3.5 电流偏置模块
5.3.6 SVPWM模块
5.4 本章小结
第六章 系统调试及分析
6.1 硬件测试平台搭建
6.1.1 PCB电路板的制作
6.1.2 平台搭建
6.2 系统测试
第七章 结论与展望
参考文献
致谢
附录
【参考文献】：
期刊论文
[1]不同控制策略下的三相异步电机控制效果分析[J]. 蔡小全,冯丽君. 工业控制计算机. 2018(02)
[2]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)
[3]电动汽车IGBT的研究与应用[J]. 郭淑英,王征宇,罗海辉,张旭辉,吴义伯,覃荣震. 大功率变流技术. 2017(05)
[4]三相PWM整流技术在电动汽车中的应用[J]. 吕兴贺,葛宝川,李永恒. 仪表技术. 2017(09)
[5]国内电动汽车发展现状及趋势分析[J]. 王志民. 科技传播. 2016(19)
[6]交流电机驱动器中采用霍尔电流传感芯片与过采样技术的电流检测[J]. 王宇翔,孙伟,金孟加. 微电机. 2015(08)
[7]基于UC2845单端正激式开关电源设计[J]. 李祥,洪浩,邱力军. 无线互联科技. 2014(12)
[8]电动汽车发展现状研究[J]. 刘悦,刘若成. 科学咨询（科技·管理）. 2014(10)
[9]交流异步电机变频调速系统性能实验的比较研究[J]. 马良河. 电气传动. 2014(07)
[10]电动车用交流异步电机宽速域控制策略[J]. 胡建军,旦高亮,秦大同. 中国机械工程. 2013(09)
硕士论文
[1]基于DSP的电动汽车交流异步电机控制系统研究与开发[D]. 胡崇晗.东南大学 2016
[2]异步伺服电机的设计[D]. 张猛.山东大学 2013
[3]基于TMS320F28035的永磁同步电机伺服驱动器硬件设计[D]. 蒋书斌.西安电子科技大学 2013
[4]交流异步电机伺服驱动器研究与设计[D]. 马俊杰.华中科技大学 2012
[5]基于DSP的交流异步电机变频调速系统研究与实现[D]. 解维坤.厦门大学 2008
[6]基于DSP的三相交流异步电机矢量控制系统[D]. 丁辉.大连理工大学 2007
[7]基于DSP的异步电机SVPWM矢量控制系统的研究[D]. 刘卫俊.浙江工业大学 2005
[8]磁编码器在电动汽车异步电机矢量控制中的应用[D]. 华旸.中国科学院研究生院（电工研究所） 2003
本文编号：3642590
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