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可调直流母线电压永磁同步电机驱动技术研究

作　者: 肖达正
导　师: 王明渝
学　校: 重庆大学
专　业: 电气工程
关键词: 电动汽车 驱动系统 永磁同步电机 矢量控制 谐波
分类号: TM341
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


传统内燃机汽车在给人类带来交通便利的同时,也造成了能源、环保和安全三大严重问题。电动汽车具有清洁、传动效率高等优点,是解决全球性能源危机和环境问题的有效途径,已经成为各国政府以及科研院所的研究热点。如何高效、清洁、智能化地利用电能驱动车辆成为电动汽车研究的核心。电力驱动系统作为电动汽车的心脏,研究如何提高电力驱动系统的整体性能特别重要。永磁同步电机具有功率因数大、可靠性高、控制特性好等优点,是一种比较理想的电动汽车用驱动电机。针对电动汽车电力驱动系统中采用固定直流母线电压的驱动方式,低速轻载运行时存在转矩脉动大、电机电流纹波大、开关管应力较大的不足,本文提出了可调直流母线电压永磁同步电机矢量控制策略,对于提高电动汽车电力驱动系统的整体性能具有实际意义。论文首先介绍了电动汽车的发展状况,分析了各种电机驱动电动汽车的优缺点,在此基础上选用了永磁同步电机作为电动汽车电力驱动系统的驱动电机。然后分析了矢量控制算法,详细阐述了电压空间矢量脉冲宽度技术(SVPWM),研究了SVPWM逆变电压谐波与调制度之间的关系,建立了两电平逆变器供电的永磁同步电机矢量控制数学模型。在此基础上,论文最后提出了可调直流母线电压永磁同步电机矢量控制策略。通过Matlab/Simulink软件建立了整过控制系统的仿真模型,仿真结果验证了控制策略的正确性和可行性。其次,论文设计了以TI公司生产的TMS320F2812为控制核心的功率驱动电路、主电路、信号调理电路,完成了整个控制系统的硬件电路设计。在CCS3.1软件环境下,完成了信号采样程序、SVPWM波形产生程序、速度估算程序以及矢量控制算法程序的编写与调试。仿真和实验结果表明,本文提出的可调直流母线电压永磁同步电机矢量控制策略能有效地减小转矩脉动、改善电机电流波形、减小电机电流总谐波畸变率,并且具有良好的动静态特性,能够满足电动汽车电力驱动系统的要求,对于电动汽车技术具有一定的理论和实际参考意义。

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 电机 > 交流电机 > 同步电机
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