电动汽车变流器及电机控制研究
发布时间：2021-12-19 10:19
电动汽车使用电动机,消耗电能,可以减少对传统能源的消耗,故电动汽车的研究和发展逐渐变得火热起来。本研究着重解决电动汽车电动运行状态和再生制动状态下,电机和变流器的控制问题。在进行控制研究之前,首先需要分析电动汽车的结构组成,电动汽车处于电动运行状态和再生制动状态的工作原理。为了使研究切合实际,电机和变流器需要参考市场上已有的实际电动汽车进行选择。综合考虑后,本研究选择的电动汽车电机为三相交流异步电动机,变流器为双向DC/DC变流器。选定三相交流异步电动机以后,为了实现对三相交流异步电动机有效地控制,通过分析三相交流异步电动机的数学模型可以发现,采用SVPWM控制三相交流异步电动机,可以达到像控制直流电机一样简单有效,为了使电动汽车能够稳定运行,在矢量控制的基础上,本研究还采用了转速和电流双闭环的控制策略,对三相异步电动机的转速和转矩进行控制。为了分析双向DC/DC变流器不同工作状态的控制策略,使用状态空间平均法建立双向DC/DC变流器Boost升压状态和双向DC/DC变流器Buck降压状态的数学模型,然后分析双向DC/DC变流器Boost电路工作于电动汽车电动运行状态,以及双向DC/D...
【文章来源】：内蒙古科技大学内蒙古自治区
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
控制交流异步电动机需要的坐标变换过程
内蒙古科技大学硕士学位论文-14-cos2cos()32cos()3ambmcmuUtuUtuUt(式2.12)式中mU为相电压的幅值，下图为三相电压向量图，在这个复平面上，规定电压au、bu、cu组合而得矢量结果：22()3322()3jjjtoutabcmUuueueUe(式2.13)acbOReImoutU图2.5三相电压向量图三相DC/AC变换电路如图2.6所示，用1S、2S、3S、4S、5S、6S表示电力电子开关器件，规定1S、3S、5S为1时，代表三相桥上桥臂元件导通，并且此时三相桥下桥臂元件截止，规定1S、3S、5S为0时，代表三相桥上桥臂元件截止，并且此时三相桥下桥臂导通。同一桥臂开关器件不能同时开通，那么元件的导通和截止就会出现8种组合。可以得到8个电压矢量，用以下通式表示：22332()3jjdcoutUUabece(式2.14)图2.6三相电压型逆变器原理图
内蒙古科技大学硕士学位论文-20-2.4电机的四象限运行建立关于电机四象限运行的坐标系：电机的转子旋转方向用X坐标轴表示，X坐标轴正方向意味着转子正向旋转，反方向表示反向旋转；用Y坐标轴表示电磁转矩的方向，Y轴正方向为电磁转矩正向，Y轴负方向为电磁转矩负向；这便为电机四象限运行的坐标系，在第一象限中电机处于正转电动状态，在第二象限中电机处于反转发电状态，在第三象限中电机处于反转电动状态，在第四象限中电机处于正转发电状态。电机四象限运行原理图示意图如图2.13所示：图2.13电机四象限运行原理图电机的四象限运行可以实现能量的双向流动，由于变频器也具有自己的象限，所以为了实现制动能量的回收，变频器也必须选用四象限运行的变频器。电动汽车行驶时，会遇到不同的路况，因此电机会频繁地制动，这样电机的运行状态就会在四象限之间变化，以此来实现电动汽车的电动和制动。2.5本章小结本章建立了三相异步电机的数学建模，通过研究三相异步电机数学模型发现，采用SVPWM控制方式可以实现对三相异步电机稳定有效的控制。为了实现对三相异步电机转矩和转速的有效控制，在电机的控制过程中，需要对转速以及定子电流同时进行合理有效控制，然后对三相异步电机中逆变器各元件的调控技术做了全面介绍，在本章最后一节中，分析了电机四象限工作情况，为本研究后续研究电动汽车电动及制动运行打下基矗
【参考文献】：
期刊论文
[1]电动汽车设计分析与发展趋势[J]. 攸川卜,徐国栋. 时代汽车. 2019(19)
[2]纯电动公交车及其驾驶技能[J]. 王睿亮. 交通与运输. 2017(05)
[3]电动汽车驱动电机控制的脉冲宽度调制算法[J]. 陈贤章,余卓平. 同济大学学报(自然科学版). 2017(01)
[4]电动汽车再生制动系统分析[J]. 方春杰,李军. 汽车工程师. 2016(10)
[5]中国新能源汽车的发展现状及趋势[J]. 王小峰,于志民. 科技导报. 2016(17)
[6]四轮驱动电动汽车性能仿真与实验研究[J]. 龚国庆,李文海,马俊. 计算机仿真. 2016(05)
[7]电动汽车驱动电动机及控制技术[J]. 吉学勇. 中国科技信息. 2015(08)
[8]新能源汽车产业竞争力评价与提升策略[J]. 王一涵,王宾. 长春工业大学学报(自然科学版). 2014(06)
[9]基于ADVISOR的纯电动汽车复合电源系统[J]. 王儒,李训明,魏伟,曲金玉. 山东理工大学学报(自然科学版). 2014(01)
[10]电动汽车制动能量回收控制策略设计与仿真[J]. 彭庆丰,赵韩,尹安东,柳士江. 合肥工业大学学报(自然科学版). 2013(12)
博士论文
[1]纯电动汽车驱动与制动能量回收控制策略研究[D]. 汪贵平.长安大学 2009
硕士论文
[1]纯电动汽车制动能量回收控制策略研究[D]. 高航.长安大学 2019
[2]电动汽车双向功率变换器的研究[D]. 李玉良.电子科技大学 2019
[3]电动汽车复合电源功率分配关键技术研究[D]. 余懿衡.温州大学 2019
[4]电动汽车交流异步电机控制系统[D]. 郑鹏飞.南昌航空大学 2018
[5]电动汽车复合电源系统设计与功率分配策略研究[D]. 叶扬波.江苏大学 2018
[6]电动汽车电机驱动系统控制方法研究[D]. 王威.华中科技大学 2018
[7]永磁同步电机控制器参数自整定技术研究[D]. 胡小林.西南交通大学 2018
[8]某纯电动汽车制动能量回收控制建模与仿真研究[D]. 薄云雷.湖南大学 2018
[9]纯电动汽车驱动控制器的研究与设计[D]. 石伟.西安电子科技大学 2018
[10]矿用蓄电池电机车电机驱动及能量回馈系统的研究[D]. 唐明玉.安徽理工大学 2017
本文编号：3544243
【文章来源】：内蒙古科技大学内蒙古自治区
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
控制交流异步电动机需要的坐标变换过程
内蒙古科技大学硕士学位论文-14-cos2cos()32cos()3ambmcmuUtuUtuUt(式2.12)式中mU为相电压的幅值，下图为三相电压向量图，在这个复平面上，规定电压au、bu、cu组合而得矢量结果：22()3322()3jjjtoutabcmUuueueUe(式2.13)acbOReImoutU图2.5三相电压向量图三相DC/AC变换电路如图2.6所示，用1S、2S、3S、4S、5S、6S表示电力电子开关器件，规定1S、3S、5S为1时，代表三相桥上桥臂元件导通，并且此时三相桥下桥臂元件截止，规定1S、3S、5S为0时，代表三相桥上桥臂元件截止，并且此时三相桥下桥臂导通。同一桥臂开关器件不能同时开通，那么元件的导通和截止就会出现8种组合。可以得到8个电压矢量，用以下通式表示：22332()3jjdcoutUUabece(式2.14)图2.6三相电压型逆变器原理图
内蒙古科技大学硕士学位论文-20-2.4电机的四象限运行建立关于电机四象限运行的坐标系：电机的转子旋转方向用X坐标轴表示，X坐标轴正方向意味着转子正向旋转，反方向表示反向旋转；用Y坐标轴表示电磁转矩的方向，Y轴正方向为电磁转矩正向，Y轴负方向为电磁转矩负向；这便为电机四象限运行的坐标系，在第一象限中电机处于正转电动状态，在第二象限中电机处于反转发电状态，在第三象限中电机处于反转电动状态，在第四象限中电机处于正转发电状态。电机四象限运行原理图示意图如图2.13所示：图2.13电机四象限运行原理图电机的四象限运行可以实现能量的双向流动，由于变频器也具有自己的象限，所以为了实现制动能量的回收，变频器也必须选用四象限运行的变频器。电动汽车行驶时，会遇到不同的路况，因此电机会频繁地制动，这样电机的运行状态就会在四象限之间变化，以此来实现电动汽车的电动和制动。2.5本章小结本章建立了三相异步电机的数学建模，通过研究三相异步电机数学模型发现，采用SVPWM控制方式可以实现对三相异步电机稳定有效的控制。为了实现对三相异步电机转矩和转速的有效控制，在电机的控制过程中，需要对转速以及定子电流同时进行合理有效控制，然后对三相异步电机中逆变器各元件的调控技术做了全面介绍，在本章最后一节中，分析了电机四象限工作情况，为本研究后续研究电动汽车电动及制动运行打下基矗
【参考文献】：
期刊论文
[1]电动汽车设计分析与发展趋势[J]. 攸川卜,徐国栋. 时代汽车. 2019(19)
[2]纯电动公交车及其驾驶技能[J]. 王睿亮. 交通与运输. 2017(05)
[3]电动汽车驱动电机控制的脉冲宽度调制算法[J]. 陈贤章,余卓平. 同济大学学报(自然科学版). 2017(01)
[4]电动汽车再生制动系统分析[J]. 方春杰,李军. 汽车工程师. 2016(10)
[5]中国新能源汽车的发展现状及趋势[J]. 王小峰,于志民. 科技导报. 2016(17)
[6]四轮驱动电动汽车性能仿真与实验研究[J]. 龚国庆,李文海,马俊. 计算机仿真. 2016(05)
[7]电动汽车驱动电动机及控制技术[J]. 吉学勇. 中国科技信息. 2015(08)
[8]新能源汽车产业竞争力评价与提升策略[J]. 王一涵,王宾. 长春工业大学学报(自然科学版). 2014(06)
[9]基于ADVISOR的纯电动汽车复合电源系统[J]. 王儒,李训明,魏伟,曲金玉. 山东理工大学学报(自然科学版). 2014(01)
[10]电动汽车制动能量回收控制策略设计与仿真[J]. 彭庆丰,赵韩,尹安东,柳士江. 合肥工业大学学报(自然科学版). 2013(12)
博士论文
[1]纯电动汽车驱动与制动能量回收控制策略研究[D]. 汪贵平.长安大学 2009
硕士论文
[1]纯电动汽车制动能量回收控制策略研究[D]. 高航.长安大学 2019
[2]电动汽车双向功率变换器的研究[D]. 李玉良.电子科技大学 2019
[3]电动汽车复合电源功率分配关键技术研究[D]. 余懿衡.温州大学 2019
[4]电动汽车交流异步电机控制系统[D]. 郑鹏飞.南昌航空大学 2018
[5]电动汽车复合电源系统设计与功率分配策略研究[D]. 叶扬波.江苏大学 2018
[6]电动汽车电机驱动系统控制方法研究[D]. 王威.华中科技大学 2018
[7]永磁同步电机控制器参数自整定技术研究[D]. 胡小林.西南交通大学 2018
[8]某纯电动汽车制动能量回收控制建模与仿真研究[D]. 薄云雷.湖南大学 2018
[9]纯电动汽车驱动控制器的研究与设计[D]. 石伟.西安电子科技大学 2018
[10]矿用蓄电池电机车电机驱动及能量回馈系统的研究[D]. 唐明玉.安徽理工大学 2017
本文编号：3544243
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