電動汽車作為一種新能源汽車,在汽車工業(yè)領(lǐng)域發(fā)展迅速,已逐漸有替代燃油汽車的趨勢。異步電動機(jī)憑借著結(jié)構(gòu)簡單、效率高、成本低廉等優(yōu)點(diǎn),被廣泛用作為電動汽車的車載電機(jī)。但其存在的轉(zhuǎn)矩脈動問題,極大的影響了電動汽車的發(fā)展。為了解決電動汽車用異步電機(jī)的轉(zhuǎn)矩脈動問題,本文從諧波的頻譜分布入手,采用隨機(jī)PWM脈寬調(diào)制技術(shù),使逆變器輸出的集簇諧波能量均勻分布于較寬的頻帶范圍內(nèi)。研究結(jié)果表明此方法可以有效抑制諧波,減小轉(zhuǎn)矩脈動。本文主要內(nèi)容如下:首先,建立異步電機(jī)矢量控制模型,分析了空間矢量PWM在開關(guān)頻率整數(shù)倍頻率處出現(xiàn)諧波集簇的原因。建立輸出轉(zhuǎn)矩模型,研究了諧波對于轉(zhuǎn)矩脈動的影響。其次,分析比較了三種不同的隨機(jī)PWM調(diào)制策略,根據(jù)三種不同隨機(jī)PWM調(diào)制策略的優(yōu)缺點(diǎn),選擇合適的隨機(jī)PWM調(diào)制策略用于本文方法中。再次,研究了不同隨機(jī)量概率分布對產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)的影響,分析了幾種產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)的方法,建立了基于馬爾科夫鏈的隨機(jī)數(shù)發(fā)生器,并與普通隨機(jī)數(shù)發(fā)生器進(jìn)行對比,驗(yàn)證了該發(fā)生器的優(yōu)越性。然后,引入了一種基于馬爾科夫鏈的隨機(jī)脈沖位置空間矢量PWM脈寬調(diào)制策略,分析不同隨機(jī)數(shù)范圍對諧波抑制的影響,設(shè)計三種不同隨機(jī)脈沖... 

【文章來源】：安徽大學(xué)安徽省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：61 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

轉(zhuǎn)子定向矢量控制圖

為固定開關(guān)頻率空間矢量脈寬調(diào)制�？臻g矢量脈寬調(diào)制是在規(guī)則采樣PWM的基礎(chǔ)上改進(jìn)的一種優(yōu)化調(diào)制算法，具有計算簡單以及實(shí)時控制容易的優(yōu)點(diǎn)。SVPWM的主要思想是通過改變逆變器的不同開關(guān)模式，使其形成的實(shí)際磁鏈?zhǔn)噶孔粉櫲喈惒诫姍C(jī)內(nèi)部的定子理想磁鏈圓。與傳統(tǒng)SPWM相比，空間矢量脈寬調(diào)制算法模型更為簡單，易于進(jìn)行實(shí)時控制。因?yàn)镾VPWM調(diào)制策略每次對開關(guān)進(jìn)行切換只需一個器件，故可以減小開關(guān)損耗。同時SVPWM可以比SPWM多輸出15%的直流電壓。SVPWM調(diào)制的核心在于切換逆變器的開關(guān)模式，其逆變器中的三相逆變橋示意圖如圖2.2所示。圖2.2三相逆變橋示意圖Figure2.2Schematicdiagramofthree-phaseinverterbridge三相逆變橋上下橋臂皆為可控元器件，但上下橋臂不能同時導(dǎo)通，否則會出現(xiàn)短路現(xiàn)象，損壞元器件。如圖2.2所示aq和aq就不能同時導(dǎo)通。通過三相逆變橋的六個功率器件的開閉進(jìn)行排列組合，可以得到8個不同的開關(guān)狀態(tài)，即100、110、001、010、011、101、111、000。其中，前六個代表著有效狀態(tài)，后面兩個是零矢量狀態(tài)，主要是用來彌補(bǔ)前六個狀態(tài)造成的時間分配不足。根據(jù)面積等效原理，當(dāng)輸出電壓矢量Vref位于哪個扇區(qū)時，在一個采樣周期內(nèi)，其輸出電壓矢量值都可以用這個扇區(qū)相鄰的兩個非零電壓矢量（V1和V2）以及兩個零矢量（V0和V7）進(jìn)行合成得到。設(shè)兩個非零電壓矢量（V1和V2）的

安徽大學(xué)碩士學(xué)位論文11作用時間分別為T1、T2，以及兩個零矢量共同作用的時間為T0。以第一扇區(qū)為例，其電壓空間矢量合成原理圖如圖2.3所示。圖2.3矢量合成示意圖Figure2.3SchematicdiagramofvectorsynthesisT1、T2和T0分別代表基本電壓矢量V1、V2和基本零電壓矢量V000和V111的有效作用時間。各個電壓空間矢量的時間T1、T2和T0，計算如下：12012sin()32sin()3sin2sin()323refscrefscsdccVTTVVTTVTTTTVV(2.4)式中Vdc是母線電壓，Vref是電壓參考矢量，Ts是開關(guān)周期SVPWM調(diào)制策略通過幾個非零矢量和兩個零矢量共同作用產(chǎn)生調(diào)制波形，而SPWM則是通過正弦信號與載波進(jìn)行切割產(chǎn)生調(diào)制波形，相比而言，SVPWM調(diào)制策略更適合應(yīng)用于數(shù)字化控制中。同時，SVPWM調(diào)制策略對于母線電壓的利用率高于SPWM調(diào)制策略。這也是SVPWM調(diào)制策略代替SPWM調(diào)制策略被廣泛應(yīng)用重要原因。SVPWM調(diào)制策略遵循著面積等效原理，其輸出的向量與開關(guān)順序無關(guān)。為了降低調(diào)制頻率、減小開關(guān)損耗，零矢量的選擇至關(guān)重要。在SVPWM調(diào)制策略中零矢量分為U000和U111兩種，當(dāng)兩者作用時間一致時，即零矢量分配因子為0.5時，其調(diào)制頻率與開關(guān)損耗最低。此時，每個基本空間矢量作用時間關(guān)于中心線對稱，使得輸出的PWM波形關(guān)于中心線左右對稱。如下圖

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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[2]電動汽車用異步電機(jī)SVM-DTC技術(shù)研究[D]. 金國義.哈爾濱理工大學(xué) 2018
[3]異步電機(jī)隨機(jī)零矢量控制方法研究[D]. 杭兵.安徽大學(xué) 2017
[4]小功率電動汽車用異步電機(jī)控制策略研究[D]. 王婷婷.浙江大學(xué) 2016



本文編號：3599210