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《中国科学院研究生院(电工研究所)》 2006年
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电动汽车用异步电机系统效率优化控制研究

张立伟  
【摘要】:目前,大量应用于工农业生产的交流异步电机驱动系统,存在着整体效率较低的缺陷,造成资源浪费严重。本文以应用于电动汽车的中小功率等级异步电机驱动系统为研究对象,并针对被广泛应用的SVPWM电压型逆变器输出调制电压中含有基波电压以及谐波电压的实际特点,提出要从两个方面对稳态轻载工况下异步电机系统进行效率优化控制:优化电机的基波励磁磁链,寻找由基波电压所引起的电机铁芯损耗和铜损的最优平衡点,以减少由基波电压引起的电机损耗;优化SVPWM发生方法,控制逆变器的谐波电压输出,以减少由谐波电压引起的电机铁芯损耗和铜损。论文主要包括以下几个方面: 针对常用MATLAB/Simulink模块库所提供的异步电机模型不包含铁芯损耗这一缺陷,本文提出了一种计及铁芯损耗的异步电机数学模型,模型不包含微分环节,保证了仿真时的稳定性,模型所需参数均可通过普通的短路和空载实验获取。模型符合电机实际情况,具有简单、可靠、易于实现的优点。 基于损耗模型控制(LMC)以及最小直流母线功率在线搜索控制(SC)的研究成果,本文提出了一种新型混合在线式直流最小功率模糊搜索效率优化控制算法(FLSC)。算法包含有新型的比例因子提取策略,同其它模糊搜索控制相比,该策略不需通过仿真计算,就能在线得到电机各稳态工况下对应的FLSC输入输出变量用比例因子。此外,还首次对FLSC用模糊集合及其隶属度函数进行了系统化设计,解决了系统在效率最优点处的振荡问题。计算机仿真表明,本FLSC兼有LMC算法和SC算法的双重优点,并克服了两种算法的不足,具有很好的鲁棒性,极大的提高了系统的控制性能。 本文提出了新型SVPWM零电压作用时间分配方法和新型SVPWM过调制算法。前者从基于载波调制方式的CBPWM与基于空间电压矢量方式的SVPWM之间联系出发,将CBPWM的研究成果应用于SVPWM零电压作用时间分配中,从而极大的降低了逆变器谐波电压输出。后者按照电压矢量的幅值比例,通过对参考电压矢量以及六边型顶点电压矢量的幅值控制,使系统逐渐由线性调制工作状态过渡到六阶梯波工作状态,在整个过程中逆变器输出的基波电压具有线性调制的性质。仿真表明,同其它过调制算法相比,本算法对应的谐波电压含量低,能够极大的改善逆变器的输出性能。 本文在基于TMS320F2407A的1.8kW/5.4kW异步电机实验台架上,进行了新型FLSC效率优化控制实验研究,结果表明本文所提FLSC算法,能够极大的缩短控制系统的寻优时间,并具有很好的适应性,可以方便的应用于各种功率等级的异步电机。100kW/160kW电动汽车用异步电机实验台架上的SVPWM过调制实验证明,本文所
【学位授予单位】:中国科学院研究生院(电工研究所)
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TM343

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
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中国硕士学位论文全文数据库 前6条
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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【共引文献】
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王立飞;基于ARM的三相交流异步电动机调速系统研究[D];华中农业大学;2010年
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【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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2 王震坡,姚利民,孙逢春;纯电动汽车能耗经济性评价体系初步探讨[J];北京理工大学学报;2005年06期
3 林梦泉,赵姝明;模糊理论在交流电力驱动效率最优控制中的应用[J];北京理工大学学报;1997年03期
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10 张承宁,谭建,孙逢春,张旺;电动公交大客车驱动系统控制特性分析[J];电工技术学报;2004年01期
中国博士学位论文全文数据库 前6条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前5条
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2 韩奎红;蹇小平;冯镇;;增程式城市客车动力系统匹配设计与试验[J];汽车电器;2013年05期
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中国硕士学位论文全文数据库 前2条
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中国期刊全文数据库 前10条
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【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国重要报纸全文数据库 前10条
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6 郑天虎;丰喜纯碱公司节能减排尝到“甜头”[N];山西日报;2007年
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8 湖北 彭力平;也谈三相鼠笼异步电机的缺相保护[N];电子报;2007年
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7 王恩德;四象限变频器在电机控制中的应用研究[D];华中科技大学;2013年
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10 姚绪梁;减摇鳍的动态水动力特性及电伺服系统研究[D];哈尔滨工程大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 尚敬;基于DSP的异步电机磁场定向控制系统研究[D];西南交通大学;2003年
2 吴婷;基于MRAS的模糊自适应异步电机矢量控制的研究[D];湘潭大学;2010年
3 林家泉;异步电机直接转矩控制系统的设计[D];辽宁工程技术大学;2003年
4 别红波;异步电机直接转矩控制研究与系统开发[D];大连理工大学;2005年
5 冯杏辉;基于CAN总线的嵌入式变频调速系统的研究与实现[D];东华大学;2011年
6 陈启明;异步电机的单神经元直接转矩控制研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 王会刚;采用单片机实现两相异步电机的SVPWM控制[D];合肥工业大学;2003年
8 张鹏;基于DSP异步电机矢量控制系统的软件开发与研究[D];武汉理工大学;2002年
9 张永康;考虑铁损的异步电机最大效率矢量控制系统的研究[D];武汉理工大学;2005年
10 高志光;基于TMS320F240的全数字化异步电机直接转矩控制系统的研究[D];太原理工大学;2003年
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