本文關(guān)鍵詞：電動汽車用內(nèi)埋式永磁同步電機(jī)驅(qū)動器的研究

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【摘要】：汽車?yán)巳伺c人,人與大自然的距離,卻給我們的環(huán)境和資源帶來了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn),為了我們的后代,大力發(fā)展電動汽車已經(jīng)迫在眉睫。把內(nèi)埋式永磁同步電機(jī)作為電動汽車的牽引電機(jī)不僅具有良好的性能優(yōu)勢,而且還可以充分發(fā)揮我國得天獨(dú)厚的稀土資源的優(yōu)勢。電動汽車的研發(fā)與應(yīng)用將為我國汽車工業(yè)趕超越傳統(tǒng)汽車強(qiáng)國創(chuàng)造了一個(gè)機(jī)會,而內(nèi)埋式永磁同步電機(jī)又屬于電動汽車的核心部件之一本文結(jié)合電動汽車的性能要求,在FOC矢量控制算法上,引入了電流前饋調(diào)節(jié)、電壓補(bǔ)償、MTPA控制和弱磁控制等環(huán)節(jié),對進(jìn)一步提高驅(qū)動器的性能進(jìn)行了研究。引入電流前饋調(diào)節(jié)能夠在系統(tǒng)受到比較大的干擾時(shí),能夠提前檢測到這干擾,并在未影響系統(tǒng)輸出之前把它消除,從而改善系統(tǒng)抗干擾能力；為了減少母線電壓紋波,提高系統(tǒng)的電磁兼容性,引入了電壓補(bǔ)償法；通過弱磁控制拓寬電機(jī)了調(diào)速范圍；MTPA控制降低了逆變器的功率要求,進(jìn)一步提高了系統(tǒng)的性能。本文研究的驅(qū)動系統(tǒng)采用三電阻電流采樣法,提高了系統(tǒng)電流采樣的可靠性,且節(jié)省了成本。電機(jī)轉(zhuǎn)子的反饋采用了廉價(jià)的編碼器和Hall傳感器組合方案,能夠?qū)崟r(shí)精準(zhǔn)地反饋電機(jī)的位置,從而滿足電動汽車操縱性能的要求。本文以STM32系列單片機(jī)為主控芯片,使用C語言在keil uVision5中進(jìn)行驅(qū)動系統(tǒng)的軟件編寫,在Altium Designer上設(shè)計(jì)驅(qū)動系統(tǒng)的硬件。并搭建試驗(yàn)平臺,對所設(shè)計(jì)的驅(qū)動器進(jìn)行了試驗(yàn),通過不斷地對試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對比分析,調(diào)試出了性能比較穩(wěn)定,能夠滿足電動汽車性能要求的驅(qū)動系統(tǒng)。由于試驗(yàn)條件的限制,本文還搭建MATLAB/SIMULINK仿真模型,進(jìn)一步驗(yàn)證驅(qū)動器在負(fù)載突變和受干擾的工況下的穩(wěn)定性。
【關(guān)鍵詞】：電動汽車 內(nèi)埋式永磁同步電機(jī) 電流前饋調(diào)節(jié)和電壓補(bǔ)償法 MTPA控制 弱磁控制 MATLAB/SIMULINK
【學(xué)位授予單位】：福建農(nóng)林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：U469.72;TM341
【目錄】：

• 摘要7-8
• Abstract8-9
• 第1章 引言9-14
• 1.1 課題研究的目的與意義9
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-13
• 1.2.1 國內(nèi)外電動汽車研究現(xiàn)狀9-10
• 1.2.2 電動汽車用驅(qū)動電機(jī)的種類及特點(diǎn)10-11
• 1.2.3 電動汽車用永磁同步電機(jī)的優(yōu)勢11-12
• 1.2.4 內(nèi)埋式永磁同步電機(jī)的研究現(xiàn)狀與不足12-13
• 1.3 本文的主要工作及創(chuàng)新點(diǎn)13-14
• 1.3.1 本文的主要工作13
• 1.3.2 本文的創(chuàng)新點(diǎn)13-14
• 第2章 內(nèi)埋式永磁同步電機(jī)控制原理14-31
• 2.1 內(nèi)埋式永磁同步電機(jī)結(jié)構(gòu)與運(yùn)行原理14-16
• 2.1.1 內(nèi)埋式永磁同步電機(jī)結(jié)構(gòu)14
• 2.1.2 內(nèi)埋式永磁同步電機(jī)運(yùn)行原理14-16
• 2.2 矢量控制原理16-21
• 2.2.1 矢量坐標(biāo)變換16-17
• 2.2.2 最大轉(zhuǎn)矩電流比控制(MTPA)17-20
• 2.2.3 弱磁控制20-21
• 2.3 電流前饋調(diào)節(jié)與電壓補(bǔ)償法21-25
• 2.3.1 電流前饋調(diào)節(jié)原理21-23
• 2.3.2 電壓補(bǔ)償法原理23-25
• 2.4 SVPWM輸出25-31
• 第3章 系統(tǒng)控制方案設(shè)計(jì)31-49
• 3.1 系統(tǒng)控制原理框圖31-32
• 3.2 電流采樣方案32-45
• 3.2.1 分流電阻采樣32-44
• 3.2.1.1 單電阻電流采樣33-38
• 3.2.1.2 電阻電流采樣38-39
• 3.2.1.3 三電阻電流采樣39-44
• 3.2.2 電流傳感器采樣44-45
• 3.2.3 電流采樣方案分析45
• 3.3 電機(jī)轉(zhuǎn)子位置反饋方案45-49
• 3.3.1 正交編碼器46-47
• 3.3.2 Hall傳感器47-48
• 3.3.3 轉(zhuǎn)子位置反饋方案分析48-49
• 第4章 控制系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)49-64
• 4.1 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)49-56
• 4.1.1 電源模塊49-50
• 4.1.2 信號檢測模塊50-52
• 4.1.3 接口模塊52-54
• 4.1.4 電機(jī)驅(qū)動模塊54-55
• 4.1.5 MCU模塊55-56
• 4.2 主控芯片選擇與簡介56-57
• 4.3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)57-64
• 4.3.1 軟件的總體結(jié)構(gòu)57-58
• 4.3.2 中斷服務(wù)程序58-64
• 4.3.2.1 FOC驅(qū)動58-60
• 4.3.2.2 電機(jī)啟動60-62
• 4.3.2.3 電機(jī)停機(jī)62
• 4.3.2.4 速度環(huán)控制62-64
• 第5章 算法驗(yàn)證與程序調(diào)試64-74
• 5.1 試驗(yàn)對象與工具64
• 5.2 系統(tǒng)調(diào)試64-73
• 5.2.1 調(diào)試工具65
• 5.2.2 參數(shù)的整定65-66
• 5.2.3 試驗(yàn)波形分析66-70
• 5.2.4 MATLAB/SIMULINK仿真70-73
• 5.3 驗(yàn)證結(jié)論73-74
• 第6章 結(jié)論與展望74-75
• 參考文獻(xiàn)75-79
• 附錄79-81
• 攻讀碩士學(xué)位期間正式發(fā)表的學(xué)術(shù)論文81-82
• 致謝82

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本文編號：928303