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电动车用永磁电机驱动系统研究

陈晟伟  
【摘要】:随着我国经济不断发展、人民生活水平日益提高,私家车保有数量快速增长,现已成为许多普通民众生活中必不可少的一个部分。然而,汽车在给人带来便捷生活的同时,其尾气排放造成的污染也给环境治理带来了巨大的压力。因此,以电动汽车为主的新能源汽车已成为我国汽车工业一个十分重要的发展方向。本文以现今电动汽车常用的永磁同步电机为研究对象,从电动汽车对动力系统的需求着手,从整体上对电动汽车永磁电机驱动控制系统中的电机模型、矢量控制、弱磁控制、再生制动等关键技术进行了理论分析,并使用Matlab/Simulink进行了仿真,对理论的正确性进行了验证。论文首先对电动汽车的发展历史、关键技术及其同传统内燃汽车相比所具有的优缺点进行了简要介绍,并对电动汽车电机驱动系统的组成和电机、电池的选型问题进行了概述。之后,对永磁同步电机的数学模型、坐标变换理论、磁场定向控制、MTPA控制、弱磁控制、解耦控制等内容进行了介绍,并在电动汽车这一特殊应用背景中对电机的再生制动问题进行了分析。最后,在Matlab/Simulink中建立了永磁同步电机矢量控制系统的仿真模型,实现了SVPWM算法以及数种不同的MTPA算法,在电机参数变化的情况下深入比较了它们之间的优缺点并提出了一种改进型变步长搜索MTPA算法。弱磁控制算法也在之后被加入了仿真模型中,实现了恒转矩区域至恒功率区域的平滑过渡。


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