發(fā)布時(shí)間：2020-07-28 16:53

【摘要】：輪轂電機(jī)技術(shù)作為最先進(jìn)的分布式新能源汽車驅(qū)動(dòng)技術(shù),要求其在保證車輛駕駛平穩(wěn)性和舒適性的同時(shí),具有極高的可靠性。模塊化永磁同步輪轂電機(jī)是在傳統(tǒng)輪轂電機(jī)低速大扭矩和寬速域運(yùn)行特性的基礎(chǔ)上,采用獨(dú)特的多冗余結(jié)構(gòu),可保證電機(jī)在故障情況下也能高可靠性容錯(cuò)運(yùn)行;并有效提高電機(jī)在故障情況下的轉(zhuǎn)矩輸出能力�；诖�,本文重點(diǎn)研究該類模塊化永磁同步輪轂電機(jī)系統(tǒng)在電機(jī)繞組或逆變器橋臂開路故障下的容錯(cuò)控制策略并對(duì)其極限容錯(cuò)能力進(jìn)行相關(guān)研究。主要內(nèi)容有以下幾個(gè)方面:首先,針對(duì)模塊化永磁同步輪轂電機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),推導(dǎo)該類電機(jī)的數(shù)學(xué)模型,結(jié)合模塊化電機(jī)各子模塊共用轉(zhuǎn)子且可單獨(dú)控制的特點(diǎn),在充分考慮電機(jī)在故障情況下容錯(cuò)運(yùn)行高可靠性的要求,提出基于三相四橋臂為主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的共用轉(zhuǎn)速環(huán)、各子模塊電流環(huán)獨(dú)立控制的模塊化電機(jī)控制系統(tǒng)。研究電機(jī)在正常運(yùn)行時(shí)各子模塊電機(jī)的轉(zhuǎn)矩分配策略和電機(jī)各子模塊系統(tǒng)的控制策略。其次,研究模塊化電機(jī)系統(tǒng)在一相開路故障情況下的容錯(cuò)控制策略。針對(duì)模塊化輪轂電機(jī)模塊數(shù)較少時(shí)切除故障模塊運(yùn)行所帶來的輸出轉(zhuǎn)矩大幅降低的問題,提出基于磁勢(shì)補(bǔ)償?shù)娜蒎e(cuò)控制策略。在此基礎(chǔ)上,研究在該容錯(cuò)控制策略時(shí)電機(jī)電流和電壓極限圓的變化情況;并以各模塊溫升相等為原則,推導(dǎo)模塊化電機(jī)容錯(cuò)運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)矩分配策略。然后,根據(jù)模塊化永磁同步輪轂電機(jī)模塊間可以進(jìn)行繞組重構(gòu)的特點(diǎn),在分析系統(tǒng)各種典型開路故障類型的基礎(chǔ)上,研究電機(jī)在模塊間繞組或逆變器橋臂開路故障時(shí)的繞組重構(gòu)及容錯(cuò)控制技術(shù)。以探索電機(jī)在極端故障情況下的最大輸出能力。最后,以兩模塊電機(jī)為例,搭建模塊化電機(jī)容錯(cuò)控制系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái),實(shí)驗(yàn)研究電機(jī)系統(tǒng)在正常情況、一相開路故障情況以及各種典型開路故障情況下的輸出特性。對(duì)本文所提的轉(zhuǎn)矩分配策略、磁勢(shì)補(bǔ)償容錯(cuò)控制策略以及繞組重構(gòu)容錯(cuò)控制策略進(jìn)行實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TM341
【圖文】：

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文對(duì)雙三相電機(jī)缺相故障情況，文獻(xiàn)[15]在兩種中性點(diǎn)連接方式情況下，分別建立了電機(jī)缺相下的數(shù)學(xué)模型，如圖 1-1 所示。根據(jù)故障情況下若保持系統(tǒng)解耦變換陣不變，則磁鏈方程、電壓方程和轉(zhuǎn)矩方程不變的特點(diǎn)，構(gòu)建了基于正常解耦變換陣的新型缺相容錯(cuò)控制策略。該策略只需要簡(jiǎn)單改變諧波子空間參考電流，即可適用于不同的中性點(diǎn)連接方式。作者還分別推導(dǎo)了一相開路情況下的定子銅耗最小和輸出轉(zhuǎn)矩最大兩種控制策略，可以根據(jù)實(shí)際電機(jī)運(yùn)行要求進(jìn)行選擇。

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文Protean 公司提出了一種電動(dòng)汽車用永磁同步輪轂電機(jī)系統(tǒng)，該電機(jī)由 8 個(gè)子控制器控制，每個(gè)子控制器控制一個(gè)子模塊電機(jī)，8 個(gè)子控制器及子模塊電機(jī)集成為一個(gè)模塊化輪轂電機(jī)，電機(jī)及其拓?fù)淙鐖D 1-2 所示。每個(gè)子模塊電機(jī)都是一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的三相星型繞組，可以沿用傳統(tǒng)的三相永磁同步輪轂電機(jī)控制，控制策略相對(duì)簡(jiǎn)單。當(dāng)某一相發(fā)生故障后，可以切除故障模塊，減少對(duì)其他模塊運(yùn)行性能的影響，模塊化電機(jī)依然能夠正常容錯(cuò)運(yùn)行[17-19]。子模塊及子電機(jī)保險(xiǎn)絲

每個(gè)子控制器控制一個(gè)子模塊電機(jī)，8 個(gè)子控制器及個(gè)模塊化輪轂電機(jī)，電機(jī)及其拓?fù)淙鐖D 1-2 所示。每個(gè)子對(duì)獨(dú)立的三相星型繞組，可以沿用傳統(tǒng)的三相永磁同步輪略相對(duì)簡(jiǎn)單。當(dāng)某一相發(fā)生故障后，可以切除故障模塊，性能的影響，模塊化電機(jī)依然能夠正常容錯(cuò)運(yùn)行[17-19]。子模塊及其驅(qū)動(dòng)器共用獨(dú)立總永磁體子電機(jī)保險(xiǎn)絲a) 電機(jī)結(jié)構(gòu) b) 電機(jī)系統(tǒng)拓?fù)鋱D 1-2 Protean 公司研發(fā)的輪轂電機(jī)電力電子器件定子齒通信總線+驅(qū)

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前7條

1 徐殿國(guó);劉曉峰;于泳;;變頻器故障診斷及容錯(cuò)控制研究綜述[J];電工技術(shù)學(xué)報(bào);2015年21期

2 陳中;黃學(xué)良;;電動(dòng)汽車規(guī)�；l(fā)展所面臨的挑戰(zhàn)與機(jī)遇[J];電氣工程學(xué)報(bào);2015年04期

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1 郝振洋;六相永磁容錯(cuò)電機(jī)及其控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和研究[D];南京航空航天大學(xué);2010年

本文編號(hào)：2773169