混合動力汽車用永磁同步電機及其控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、　　本文提出了對永磁同步電機低速轉(zhuǎn)矩特性影響較大的電磁參數(shù)的選擇與設(shè)計方法，得出了定子繞組匝數(shù)根據(jù)電機的低速最大轉(zhuǎn)矩和恒轉(zhuǎn)矩范圍進行最佳選擇的方案，給出了氣隙的選擇公式；分析了永磁同步電機高速弱磁困難的原因及幾個重要電磁參數(shù)的選擇對電機最高轉(zhuǎn)速和恒功率能力的影響，通過解析分析和實例設(shè)計，給出兼顧電機的低速轉(zhuǎn)矩大小和最高轉(zhuǎn)速的設(shè)計方法?！　「鶕?jù)永磁同步電機的數(shù)學(xué)模型，推導(dǎo)永磁同步電機矢量控制算法，研究了混合動力汽車能量回饋對電機的要求。

2、具體分析永磁同步電機機控制系統(tǒng)發(fā)電時工作機理，提出了永磁同步電機能量回饋時的控制策略，并對電機控制系統(tǒng)進行了仿真。設(shè)計了基于DSP控制的軟件和硬件。實驗研究了電機在電動和發(fā)電兩種狀態(tài)下的機械特性和系統(tǒng)的效率。電機的機械特性滿足電動汽車驅(qū)動的要求。　　以“九五”概念車通訊系統(tǒng)為基礎(chǔ)，分析了電動汽車“概念車”上RS-485通訊方式、ASCII模式和二進制模式。根據(jù)電動汽車“概念車”通訊數(shù)據(jù)需要，確定了電動汽車通訊系統(tǒng)通訊協(xié)議。由于混合動力

3、汽車單元結(jié)構(gòu)、工作機理及通訊數(shù)據(jù)流不同于概念車，同時串口通訊需有主從結(jié)構(gòu)，分時間段通訊、傳輸效率低等缺點，這將影響各系統(tǒng)的控制效率。提出了基于控制器局部網(wǎng)(CAN-ControllerAreaNetwork)總線通訊方式，分析了通訊機理，設(shè)計了適用于電機控制系統(tǒng)的通訊系統(tǒng)硬件和軟件。確定了電機控制系統(tǒng)通訊協(xié)議?！　≥^系統(tǒng)地研究了并聯(lián)混合動力總成和串聯(lián)混合動力總成的控制策略和控制算法。對于并聯(lián)混合動力總成提出了限制和調(diào)節(jié)發(fā)動機工作區(qū)間的

4、控制策略，根據(jù)工況要求和發(fā)動機工作狀態(tài)，調(diào)節(jié)發(fā)動機在高效率區(qū)間運行，從而確定發(fā)動機的輸出扭矩。根據(jù)工況要求和發(fā)動機扭矩指令，調(diào)節(jié)電機的扭矩輸出，滿足扭矩輸出要求，從而確定電機的輸出扭矩。　　本文推導(dǎo)了永磁同步電機適用于混合電動汽車驅(qū)動的矢量控制下的直接轉(zhuǎn)矩控制。對電機本體進行了的優(yōu)化和仿真計算，實驗驗證了解析分析得出的結(jié)論，表明該電機可望獲得較大的性能體積比。研制了以CAN總線為基礎(chǔ)的通訊模式，通過高速數(shù)字傳輸對電機進行直接轉(zhuǎn)矩控制。