电动车用PMSM驱动系统研究

【摘要】：随着社会经济的长期发展和人们收入的持续增加,近年来汽车的普及趋势明显加快,成为人们普遍接受的一种出行工具。进入二十一世纪以后,经济的高速发展带来的能源危机受到了社会的空前关注,节能、环保的电动汽车受到了社会大众的欢迎。电动汽车成为人们研究的热点,电动汽车的核心技术包括车身和底盘技术、驱动技术和能源技术。 本文研究电动汽车牵引用永磁同步电机(PMSM)驱动控制系统的相关技术,对电动汽车系统构造和工作机制进行了深入分析;对牵引永磁同步电机的驱动控制系统进行深入研究,并基于Infineon 32单片机实现了电动车用永磁同步电机驱动控制。 论文首先建立电动汽车动力系统的数学模型,对电动汽车的动力系统进行分析,得到电动汽车动力方程,对电动汽车的几种典型工况进行分析,得到电动汽车的能量流;根据整车的性能指标,确定电动汽车牵引PMSM的参数,构建驱动系统;建立PMSM的矢量控制模型,针对电动汽车的的工况需求,制定电动车用PMSM的控制方案。 其次,深入分析电动汽车牵引用PMSM的控制策略——磁场定向控制和弱磁控制,详细阐述了磁场定向控制的原理和实现方法,对比分析系统参数对控制效果的影响;在MATLAB/SIMULINK软件环境下,搭建PMSM驱动系统的模型,对两种控制策略进行仿真分析,验证所采用的控制策略的有效性。 最后,搭建基于TC1166的实验平台,设计实验平台的硬件电路;完成基于通用定时器阵列模块的三相SVPWM算法;设计了电动汽车牵引PMSM驱动系统软件的中断时序和软件流程,设置定时器启动ADC转换的触发机制,编写PMSM的控制代码。在所设计的实验平台上进行实验验证。仿真及实验结构验证了本文提出电动汽车牵引用PMSM的控制策略的正确性,能够满足电动车驱动系统技术要求。