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基于TC1782的电动汽车用交流感应电机矢量控制系统研究

蔡良生  
【摘要】:随着汽车工业的发展和能源的逐渐枯竭,新能源汽车的兴起成为了一种必然趋势。近年来,电动汽车作为新能源汽车的主要标志在世界范围内备受推崇。驱动电机作为电动汽车的动力核心,其控制系统的开发与完善是电动汽车技术上的主要突破方向。论文依托某公司电动车用交流感应电机控制系统开发合作项目,基于英飞凌TC1782控制器进行交流感应电机控制系统开发与研究。首先通过比较交流感应电机在标量控制系统和矢量控制系统下的各种控制方法,确定磁链开环转差型矢量控制的基本开发方案;严格推导并简化交流感应电机的动态数学模型;阐述矢量控制的两种基本实现方法。对英飞凌TC1782的主要架构、DAVE2和TASKING开发环境作出简要介绍,详细阐述SVPWM驱动信号、ADC模数转换、光电编码器测速的底层驱动程序可视化编程设计,并实现底层驱动自动代码生成。基于Matlab/Simulink开发平台,建立磁链开环转差型矢量控制系统的仿真模型,并通过仿真验证矢量变换、SVPWM脉宽调制、传统弱磁、启动励磁改进和该矢量控制方法的正确性与可靠性;采用基于模型的设计与自动代码生成技术进行应用层算法与策略的开发;对基于TC1782控制器的电源电路、JTAG调试接口电路、复位电路、光电编码器信号处理电路、相电流采样电路和CAN通信驱动电路进行设计,并结合硬件电路的设计对信号采集程序作出相应调整。搭建电动车用交流感应电机的电机互拖台架实验平台与电涡流测功机台架实验平台,进行电流闭环实验、转速闭环实验、带载启动和调速实验、转速模式抗负载干扰实验、转矩模式分级限速实验,速度特性实验和外特性实验。实验结果表明:基于TC1782开发的电动车用交流感应电机矢量控制系统空载运行工况下,电流与转速瞬态响应迅速;带载运行工况下速度模式抗负载干扰能力强、灵敏度高,转矩模式转矩响应快速;传统弱磁拓速效果明显,低速能够输出大扭矩,高速时能够以高效率持续运行,系统具有良好的动力性能。


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