【摘要】：電動汽車是當前新能源汽車的主要類型,相比傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車,電動汽車的動力傳動系統(tǒng)在動力源以及結(jié)構(gòu)都有較大變動,從而使傳動系的扭轉(zhuǎn)振動具有新的特點。研究如何降低電動汽車動力傳動系統(tǒng)的扭轉(zhuǎn)振動,對提高整車的安全性和舒適性有重要意義。驅(qū)動電機是傳動系穩(wěn)態(tài)扭振的主要激勵源,其轉(zhuǎn)矩波動的大小和頻率特性直接影響動力傳動系的穩(wěn)態(tài)扭振響應(yīng)。本文旨在探究從電機轉(zhuǎn)矩波動抑制的角度來降低傳動系穩(wěn)態(tài)扭振的潛力。為此,首先分析了永磁同步電機的轉(zhuǎn)矩波動特性,詳細推導(dǎo)了電機本體結(jié)構(gòu)偏差及逆變器非線性特性等因素對轉(zhuǎn)矩波動的影響。基于轉(zhuǎn)矩波動的來源,推導(dǎo)建立了電機轉(zhuǎn)矩波動的數(shù)學(xué)模型。經(jīng)有限元分析,目標永磁同步電機本體結(jié)構(gòu)偏差導(dǎo)致的轉(zhuǎn)矩波動較小。其次,根據(jù)轉(zhuǎn)矩波動與諧波電流的關(guān)系,提出通過抑制諧波電流來達到降低電機轉(zhuǎn)矩波動的目的。為抑制諧波電流,提出一種新穎的實時在線提取特定頻次諧波電流的算法,即近似傅里葉變換法。提取出諧波電流后,通過添加諧波電流PI閉環(huán)來實現(xiàn)對其的抑制,最終達到降低電機轉(zhuǎn)矩波動的目的。詳細分析了 PI閉環(huán)抑制諧波電流的原理,并討論了 PI控制器的參數(shù)設(shè)計。最后在MATLAB/Simulink下對轉(zhuǎn)矩波動抑制策略仿真驗證。結(jié)果表明,單獨采用6次或12次諧波電流PI閉環(huán),可使轉(zhuǎn)矩波動的6次諧波或12次諧波幅值得到降低24%～31%,說明了轉(zhuǎn)矩波動抑制策略的效果較好。本文提出的電機轉(zhuǎn)矩波動主動抑制策略,不涉及更改電機結(jié)構(gòu),無需增加任何硬件和離線實驗測量,具有較強的靈活性和適應(yīng)性。最后,探討了電機轉(zhuǎn)矩波動抑制策略對降低穩(wěn)態(tài)扭振響應(yīng)的效果。首先分析并建立線性集中質(zhì)量扭轉(zhuǎn)振動模型,然后對傳動系自由振動特性進行分析。基于MATLAB/Simulink下的扭振仿真模型,分析不同工況的傳動系強迫扭振響應(yīng)。重點研究了電機轉(zhuǎn)矩波動抑制后傳動系穩(wěn)態(tài)扭振響應(yīng)的改善效果。著重分析了 4種特征勻速行駛工況下的傳動系穩(wěn)態(tài)扭振響應(yīng)情況,結(jié)果表明,采用本文提出的電機轉(zhuǎn)矩波動的6次諧波抑制或12次諧量抑制策略后,傳動系扭轉(zhuǎn)共振最嚴重的部件,即減速器軸處轉(zhuǎn)矩波動中的主要諧波幅值降低比較明顯,說明減振效果較好,驗證了電機轉(zhuǎn)矩波動抑制對降低穩(wěn)態(tài)扭振響應(yīng)的有效性。
【圖文】：

電動汽車（ＨＥＶ）、純電動汽車（ＥＶ）、燃料電池汽車（ＦＣＶ）發(fā)展最為迅速。在國內(nèi)，逡逑得益于政府在政策法規(guī)上對新能源汽車產(chǎn)業(yè)較大的支持及補貼［１］，電動汽車在近５年的逡逑銷量快速增長，如圖１．１。其中，２０１５？２０１７年，電動汽車銷量占能源汽車的比例都在逡逑７０％以上，成為新能源汽車的主要類型�？梢灶A(yù)期，電動汽車是現(xiàn)階段最有前景的新能逡逑源汽車。逡逑８０００００邋邐＾ —逡逑７０００００逡逑６０００００逡逑５０００００逡逑４０００００逡逑３０００００逡逑２０００００逡逑１０００００逡逑ｑ邋—邐邐Ｉ＾ＨＩ邋…一邋ＩＨ邋邐逡逑２０１３邐２０１４邐２０１５邐２０１６邐２０１７逡逑■電動汽車■其他類型新能源汽車逡逑圖１．１近５年國內(nèi)的新能源汽車銷量逡逑相比內(nèi)燃機汽車，，電動汽車的經(jīng)濟性和排放性能大大提高，但人們對汽車的性能要逡逑求不止于此，汽車的安全性和舒適性也是重要的性能指標。整車安全性關(guān)系到乘員的人逡逑身及財產(chǎn)安全；乘坐舒適性人們可以直接感受到，將影響消費者的購買意愿；而汽車動逡逑力傳動系統(tǒng)的扭轉(zhuǎn)振動對汽車安全性和舒適性有直接影響。逡逑Ｖ邐＼油門踏板邐涵、逡逑＼邋整車邋＼N］＿邐——逡逑ｉ／＞—？邋ＶＣＵ邋－１邐軸逡逑ｉｌｌ逡逑ｔ邐ｒ邋■邋ｒ—ｙ－ｊ逡逑｜邋ＲＭＳ｜邐ＭＣＵ邐Ｕ，＇0挪＝邐＝；逡逑邐邐邋ｖ邐＊１邋■邐１１邐１邋Ｉ邋Ｌ—＿逡逑士邋邐邐邋飛邐！逡逑動土電邋—邋ｉ神殘邋土邋ＰＭＳＭ邋１——」逡逑后輪池組■／—ＩＩ邐減速器／差邐前輪逡逑｜丨／邐邐＇邐邐ＩＩ速器總成；／逡逑丨：：：：丨：畫邐／逡逑圖１．２電動汽車的動力傳動系統(tǒng)結(jié)

三相永磁同步電機在電勵磁同步電機的基礎(chǔ)上發(fā)展而來，用高性能永磁體取代轉(zhuǎn)子逡逑的電勵磁繞組，同時取消電刷等結(jié)構(gòu)，使轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)大大簡化。因為沒有勵磁繞組的銅損，逡逑電機效率也得到提高。圖２．１為本文研宄的永磁同步電機的本體結(jié)構(gòu)及繞組連接形式。逡逑１５逡逑
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：U469.72

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 傅洪;田光宇;陳紅旭;陳全世;;電機-變速器集成驅(qū)動系統(tǒng)扭轉(zhuǎn)振動控制的研究[J];汽車工程;2010年07期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 閆明剛;混合動力客車傳動系統(tǒng)扭振分析及控制[D];清華大學(xué);2015年

本文編號：2678388