混合動(dòng)力汽車永磁同步電機(jī)控制策略的研究與實(shí)現(xiàn)

【摘要】：混合動(dòng)力汽車作為解決傳統(tǒng)汽車面臨的能源問題和環(huán)境污染問題的新型節(jié)能產(chǎn)品,現(xiàn)在已經(jīng)成為世界各國汽車行業(yè)研究的熱點(diǎn)。永磁同步電機(jī)具有高效、高功率密度以及良好的調(diào)速性能,成為混合動(dòng)力汽車的首選驅(qū)動(dòng)電機(jī)。因此,研究永磁同步電機(jī)控制策略與實(shí)現(xiàn)具有較高的理論和實(shí)際意義。 本課題的研究來源于中國第一汽車集團(tuán)技術(shù)中心混合動(dòng)力電動(dòng)汽車項(xiàng)目的前期研究。配合一汽技術(shù)中心研發(fā)并改進(jìn)獨(dú)立自主的混合動(dòng)力汽車電機(jī)控制器以及提出軟件控制策略。 課題首先闡述了當(dāng)前傳統(tǒng)汽車面臨的能源危機(jī)和環(huán)境污染的問題,介紹了新型節(jié)能汽車混合動(dòng)力汽車的種類,根據(jù)混合動(dòng)力汽車工況需求分析了選用永磁同步電機(jī)的優(yōu)勢。接著推導(dǎo)了永磁同步電機(jī)在不同坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型以及基本電磁關(guān)系式,為討論分析不同控制策略提供了理論基礎(chǔ)。本課題重點(diǎn)分析了class=0控制、MTPA(最大轉(zhuǎn)矩/電流比)控制、cosφ=1控制和恒磁鏈控制四種電流控制策略的控制方法,并且對(duì)四種控制策略進(jìn)行了分析與比較。接著就永磁同步電機(jī)工作在基速以上時(shí)的弱磁控制進(jìn)行了詳細(xì)講解,其中包括普通弱磁控制、最大輸入功率弱磁控制、MTPV (?)(?)磁控制。根據(jù)混合動(dòng)力汽車在不同工況下的分析,得出基速以下采用MTPA控制,基速以上采用弱磁控制的控制策略。 課題最后介紹了永磁同步電機(jī)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的軟硬件實(shí)現(xiàn)方法。介紹了硬件主要模塊原理圖以及軟件算法框圖,并進(jìn)行了簡單的測試。在文章的最后,對(duì)本課題進(jìn)行了整體的總結(jié),并對(duì)課題的下階段計(jì)劃做出展望。 【關(guān)鍵詞】：混合動(dòng)力汽車 永磁同步電機(jī) 矢量控制 弱磁控制
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號(hào)】：TM341
【目錄】：

• 中文摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 概述10-23
• 1.1 傳統(tǒng)汽車面臨的危機(jī)10-12
• 1.2 電動(dòng)汽車的分類12-14
• 1.3 國內(nèi)外混合動(dòng)力汽車發(fā)展情況14-16
• 1.4 混合動(dòng)力汽車動(dòng)力系統(tǒng)的分類16-20
• 1.4.1 串聯(lián)式混合動(dòng)力汽車16-18
• 1.4.2 并聯(lián)式混合動(dòng)力汽車18-19
• 1.4.3 混聯(lián)式混合動(dòng)力汽車19-20
• 1.5 混合動(dòng)力汽車電機(jī)的種類比較20-21
• 1.6 課題研究內(nèi)容與意義21-23
• 第2章 永磁同步電機(jī)數(shù)學(xué)模型及基本電磁關(guān)系式23-33
• 2.1 永磁同步電機(jī)數(shù)學(xué)模型23-26
• 2.1.1 三相靜止坐標(biāo)系中PMSM數(shù)學(xué)模型23-24
• 2.1.2 Clarke變換后的α-β坐標(biāo)系數(shù)學(xué)模型24-25
• 2.1.3 Park變換后的d-q坐標(biāo)系數(shù)學(xué)模型25-26
• 2.2 永磁同步電機(jī)基本電磁關(guān)系式26-33
• 2.2.1 d-q坐標(biāo)系下的轉(zhuǎn)矩及電壓方程26-27
• 2.2.2 d-q坐標(biāo)系下的功率方程27-28
• 2.2.3 永磁同步電機(jī)方程標(biāo)幺化處理28-29
• 2.2.4 電壓極限橢圓29-30
• 2.2.5 電流極限圓30-31
• 2.2.6 恒轉(zhuǎn)矩軌跡31-33
• 第3章 永磁同步電機(jī)電流控制策略33-51
• 3.1 永磁同步電機(jī)矢量控制33-45
• 3.1.1 class=0控制34-37
• 3.1.2 MTPA控制37-41
• 3.1.3 cosφ=1控制41-42
• 3.1.4 恒磁鏈控制42-44
• 3.1.5 四種電流控制策略的特點(diǎn)分析44-45
• 3.2 永磁同步電機(jī)弱磁控制45-49
• 3.2.1 普通弱磁控制45-46
• 3.2.2 最大輸入功率弱磁控制46-47
• 3.2.3 MTPV弱磁控制47-49
• 3.3 混合動(dòng)力汽車不同工況下的電機(jī)控制策略49-51
• 第4章 混合動(dòng)力汽車電機(jī)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的實(shí)現(xiàn)51-60
• 4.1 系統(tǒng)硬件平臺(tái)的實(shí)現(xiàn)51-55
• 4.1.1 主控模塊51-52
• 4.1.2 位置檢測模塊52-53
• 4.1.3 通信模塊53
• 4.1.4 驅(qū)動(dòng)電路模塊53-54
• 4.1.5 IGBT模塊54-55
• 4.1.6 SMPS電源模塊55
• 4.2 軟件控制方案的實(shí)現(xiàn)55-58
• 4.3 電機(jī)轉(zhuǎn)矩實(shí)驗(yàn)測試58-60
• 第5章 課題總結(jié)與展望60-61
• 參考文獻(xiàn)61-64
• 作者簡介64-65
• 致謝65

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