本文關鍵詞：電動車用永磁同步驅動電機控制方法的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近年來,由于汽車的發(fā)展而帶來的各種問題越來越突出。為了解決由于汽車發(fā)展而帶來的能源和環(huán)境問題,各國政府正在大力扶持新能源汽車的發(fā)展。汽車行業(yè)正經(jīng)歷著從傳統(tǒng)的內燃機汽車向新興的新能源汽車的轉變。電動汽車主要包括蓄電池電動汽車、混合動力汽車和燃料電池汽車,混合動力汽車作為傳統(tǒng)內燃機汽車到純電動汽車的過渡形式,是現(xiàn)在應用十分具有市場前景的電動汽車。無論是混合動力汽車還是純電動汽車電機驅動系統(tǒng)在整個動力總成中占有十分重要的位置。電機驅動系統(tǒng)的好壞不僅關系到整車動力性能發(fā)揮,還影響著整車的可靠性、安全性,因此電機驅動系統(tǒng)正成為各高校及科研機構的研究焦點和熱點。本文以電動車用永磁同步驅動電機控制方法為研究對象,展開以下研究工作。 首先概述了電動汽車國內外的發(fā)展狀況、永磁電機國內外的發(fā)展狀況、驅動電機控制策略的發(fā)展狀況。分析了永磁同步電動機的Clark、Park坐標變換并建立了在這兩種坐標系下永磁同步電動機的數(shù)學模型。闡述了矢量控制和直接轉矩控制的原理,控制策略和實現(xiàn)方法。 然后針對眾多仿真軟件不能浮地仿真的缺點選擇了Saber軟件進行IGBT驅動電路全局性仿真,解決了浮地仿真的問題,并在此基礎上進行了IGBT驅動電路的設計。開發(fā)了永磁同步電機驅動系統(tǒng)控制器,并從硬件和軟件兩方面對控制器的開發(fā)進行介紹。硬件方面以微芯系列dspic控制芯片為主控芯片,結合外圍的系統(tǒng)保護電路的設計、溫度檢測電路的設計、PWM信號輸出電路設計、轉子角位置及轉速檢測電路組成整個控制器的電路總成；軟件方面包括控制程序的設計編寫和上位機監(jiān)測程序的設計編寫,完成了控制器的設計。 最后以永磁同步電機驅動系統(tǒng)控制器為基礎搭建了實驗臺架,并對扭矩轉速圖矢量控制方法進行研究。通過標定實驗將最優(yōu)的空間電壓矢量的模值和相角確定,并將轉速轉矩對應的最優(yōu)空間電壓矢量扭矩轉速圖轉換成表的形式,供電機控制查詢,實現(xiàn)矢量控制。這種控制方法規(guī)避了由于電流傳感器的問題而造成的電機控制的不確定性、提高了電機控制的快速性、穩(wěn)定性、高效性。
【關鍵詞】：永磁同步電機 驅動電路 電機控制器 扭矩轉速圖矢量控制
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TM341;U469.72
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-18
• 1.1 課題研究的背景和意義9
• 1.2 電動汽車簡介9-13
• 1.2.1 電動汽車概述9-10
• 1.2.2 國外電動汽車研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2.3 國內電動汽車研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3 永磁電機簡介13-15
• 1.3.1 永磁電機概述13-14
• 1.3.2 國外永磁電機的研究現(xiàn)狀14
• 1.3.3 國內永磁電機的研究現(xiàn)狀14-15
• 1.4 永磁同步電機驅動系統(tǒng)控制策略研究現(xiàn)狀15-17
• 1.5 課題研究主要內容及意義17-18
• 1.5.1 課題研究主要內容17
• 1.5.2 課題研究主要意義17-18
• 2 永磁同步電機(PMSM)控制系統(tǒng)18-35
• 2.1 永磁電機的結構18-19
• 2.1.1 永磁電機的本體結構18
• 2.1.2 永磁電機的磁路結構18-19
• 2.2 PMSM的坐標變換及數(shù)學模型19-26
• 2.2.1 PMSM坐標變換19-22
• 2.2.2 PMSM數(shù)學模型22-26
• 2.3 PMSM矢量控制26-29
• 2.3.1 PMSM矢量控制的原理26-27
• 2.3.2 PMSM電流控制策略27-28
• 2.3.3 PMSM矢量控制的實現(xiàn)28-29
• 2.4 PMSM直接轉矩控制29-34
• 2.4.1 PMSM直接轉矩控制的原理29-31
• 2.4.2 PMSM基于定子相電壓矢量的定子磁鏈控制策略31-32
• 2.4.3 PMSM直接轉矩控制的實現(xiàn)32-34
• 2.5 本章小結34-35
• 3 永磁同步電機驅動系統(tǒng)IGBT驅動電路設計35-49
• 3.1 IGBT的結構及驅動電路35-38
• 3.1.1 IGBT的結構35-37
• 3.1.2 IGBT驅動電路形式37-38
• 3.2 IGBT驅動電路仿真38-43
• 3.2.1 仿真軟件的選擇38
• 3.2.2 驅動電路原理38-40
• 3.2.3 仿真電路的設計40-41
• 3.2.4 仿真結果分析41-43
• 3.3 IGBT驅動電路設計43-48
• 3.3.1 驅動芯片的選擇43-44
• 3.3.2 驅動電路的設計44-48
• 3.4 本章小結48-49
• 4 永磁同步電機驅動系統(tǒng)控制器的設計49-61
• 4.1 驅動系統(tǒng)控制器的硬件設計49-56
• 4.1.1 控制器硬件結構49-50
• 4.1.2 控制器主控芯片的選擇50-51
• 4.1.3 控制器信號隔離電路設計51-52
• 4.1.4 控制器局域網(wǎng)(CAN)通訊電路設計52-53
• 4.1.5 控制器系統(tǒng)保護電路設計53-54
• 4.1.6 控制器溫度檢測電路設計54-55
• 4.1.7 控制器PWM信號輸出電路設計55
• 4.1.8 控制器旋變電路設計55-56
• 4.2 驅動系統(tǒng)控制器的軟件設計56-60
• 4.2.1 軟件開發(fā)平臺的介紹56-57
• 4.2.2 軟件程序開發(fā)的實現(xiàn)57
• 4.2.3 軟件上位機的設計57-60
• 4.3 本章小結60-61
• 5 永磁同步電機控制方法臺架試驗及結果分析61-70
• 5.1 實驗臺架的搭建61-63
• 5.2 驅動系統(tǒng)各部件性能測試63-65
• 5.3 基于扭矩轉速圖矢量控制方法的研究65-69
• 5.3.1 控制方法的提出65-66
• 5.3.2 控制方法的實驗過程66-68
• 5.3.3 結果分析68-69
• 5.4 本章小結69-70
• 結論70-71
• 參考文獻71-74
• 附錄A 電機控制器板圖及實物圖74-75
• 附錄B T-V圖矢量控制插值程序75-78
• 附錄C 電機標定實驗數(shù)據(jù)78-80
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表學術論文情況80-81
• 致謝81-82

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 紀志成,薛花,沈艷霞;無刷直流電機調速系統(tǒng)模糊神經(jīng)網(wǎng)絡控制新方法[J];電機與控制學報;2004年01期

2 王斌;王躍;王兆安;;空間矢量調制的永磁同步電機直接轉矩控制[J];電機與控制學報;2010年06期

3 孫繼健;肖嵐;;基于單極性SPWM控制的并網(wǎng)逆變器的研究[J];電力電子技術;2011年01期

4 辛克偉;周宗祥;盧國良;;國內外電動汽車發(fā)展及前景預測[J];電力需求側管理;2008年01期

5 王方;黨懷東;楊有濤;張婉;;一種用于大功率IGBT的驅動電路[J];電氣傳動自動化;2010年01期

6 張莉,李彥明,馬培蓀,秦昌駿,徐軍;基于模糊PID控制器的多電機同步控制裝置的應用[J];工業(yè)儀表與自動化裝置;2003年04期

7 趙海波;周向紅;;雙電機驅動伺服系統(tǒng)的Backstepping自適應控制[J];計算機工程與應用;2011年21期

8 陳清泉,孫立清;電動汽車的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢[J];科技導報;2005年04期

9 劉金琨;孫富春;;滑模變結構控制理論及其算法研究與進展[J];控制理論與應用;2007年03期

10 劉金凌,王先逵,吳丹,周惠興,錢磊;直線電機伺服系統(tǒng)的模糊推理自校正 PID 控制[J];清華大學學報(自然科學版);1998年02期

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前9條

1 牛立超;戰(zhàn)略性新興產業(yè)發(fā)展與演進研究[D];首都經(jīng)濟貿易大學;2011年

2 劉明輝;混合動力客車整車控制策略及總成參數(shù)匹配研究[D];吉林大學;2005年

3 張衛(wèi)鋼;純電動試驗車及其相關技術研究[D];長安大學;2006年

4 梁艷陽;時變不確定機電運動系統(tǒng)的非線性自適應控制[D];中國科學技術大學;2008年

5 曹先慶;混合動力電動汽車用永磁同步電動機驅動系統(tǒng)的研究[D];沈陽工業(yè)大學;2008年

6 陳永軍;低速大轉矩永磁同步電機直接轉矩控制研究[D];華中科技大學;2008年

7 劉軍;永磁電動機控制系統(tǒng)若干問題的研究[D];華東理工大學;2010年

8 阮嫻靜;新能源汽車技術經(jīng)濟綜合評價及其發(fā)展策略研究[D];武漢理工大學;2010年

9 楊建飛;永磁同步電機直接轉矩控制系統(tǒng)若干關鍵問題研究[D];南京航空航天大學;2011年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 何芝強;PID控制器參數(shù)整定方法及其應用研究[D];浙江大學;2005年

2 湯新舟;永磁同步電機的矢量控制系統(tǒng)[D];浙江大學;2005年

3 程魁玉;電動汽車行業(yè)發(fā)展環(huán)境分析[D];天津大學;2004年

4 田明秀;永磁同步電動機的模糊神經(jīng)網(wǎng)絡控制方法研究[D];沈陽工業(yè)大學;2006年

5 夏斌;車用電機驅動系統(tǒng)[D];沈陽工業(yè)大學;2007年

6 殷云華;基于DSP的無刷直流電機控制系統(tǒng)設計和仿真研究[D];中北大學;2007年

7 魏祥林;永磁同步電機直接轉矩控制策略的研究[D];蘭州理工大學;2008年

8 潘劍;基于滑模變結構控制的永磁同步電機伺服系統(tǒng)[D];浙江大學;2008年

9 羅豪;異步電機矢量控制系統(tǒng)設計及其PI控制器參數(shù)優(yōu)化研究[D];湖南大學;2009年

10 王歡;基于DSP的永磁同步電機矢量控制系統(tǒng)的研究與設計[D];大連理工大學;2008年

  本文關鍵詞：電動車用永磁同步驅動電機控制方法的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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