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题目:轮毂电机控制策略研究

关键词:内埋式;永磁电机;最大转矩电流比;弱磁控制;模糊PID;逆变器控制;电机台架

  摘要


分布式驱动电动汽车因其系统响应快、控制方式灵活,是电动汽车研究领域的一个重要研究方向。分布式驱动电动汽车轮毂电机控制技术研究是当今的研究热点。本文选用的内埋式永磁同步电机由于其转矩输出能力好、弱磁扩速能力强,是被最多选用作为轮毂电机的一种电机。本文侧重于对内埋式永磁同步电机全速域控制策略和提高控制系统性能进行研究。

对于内埋式永磁同步电机控制策略方面主要开展了四个方面的研究工作: 1)对内埋式永磁同步电机电磁过程和矩角特性进行了分析,搭建了基于d-q轴旋转坐标系的电机模型。2)对电机恒转矩区域控制技术进行研究,采用了预先优化查表法的最大转矩电流比控制技术,使电机具有较好的转矩输出能力和较高的能效比。3)对电机恒功率区域控制技术进行了研究,采用了基于电压偏差反馈的弱磁控制技术,扩大了电机调速范围的同时使电机具有较好的动态性能。4)搭建了控制策略仿真模型,分别在低速大扭矩、高速弱磁和制动能量回收三种电机典型运行工况中进行仿真实验,仿真结果表明本文采用的控制策略能够使电机在全速域运行工况中达到很好控制效果。

研究工作中,设计了一个基于模糊PID控制策略和电机动态解耦控制策略的电流控制器,提高了电机输出转矩的动态响应速度并且使电机能够获得较好的稳态控制性能。同时,研究了逆变器控制技术,采用有过调制控制策略的空间矢量脉宽调制技术,对逆变器输入电压过调制区域进行分区控制,对相关控制算法进行了改良,提高了直流母线电压的利用率。对轮毂电机控制系统测试台架进行了研究,设计了一种共直流母线型互馈对拖测试台架,满足了轮毂驱动电机控制策略的台架测试需求。