電動汽車用異步電機系統(tǒng)效率優(yōu)化控制研究.pdf

1、目前，大量應用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的交流異步電機驅(qū)動系統(tǒng)，存在著整體效率較低的缺陷，造成資源浪費嚴重。本文以應用于電動汽車的中小功率等級異步電機驅(qū)動系統(tǒng)為研究對象，并針對被廣泛應用的SVPWM電壓型逆變器輸出調(diào)制電壓中含有基波電壓以及諧波電壓的實際特點，提出要從兩個方面對穩(wěn)態(tài)輕載工況下異步電機系統(tǒng)進行效率優(yōu)化控制：優(yōu)化電機的基波勵磁磁鏈，尋找由基波電壓所引起的電機鐵芯損耗和銅損的最優(yōu)平衡點，以減少由基波電壓引起的電機損耗；優(yōu)化SVPWM發(fā)生方法

2、，控制逆變器的諧波電壓輸出，以減少由諧波電壓引起的電機鐵芯損耗和銅損。論文主要包括以下幾個方面：
　　 針對常用MATLAB/Simulink模塊庫所提供的異步電機模型不包含鐵芯損耗這一缺陷，本文提出了一種計及鐵芯損耗的異步電機數(shù)學模型，模型不包含微分環(huán)節(jié)，保證了仿真時的穩(wěn)定性，模型所需參數(shù)均可通過普通的短路和空載實驗獲取。模型符合電機實際情況，具有簡單、可靠、易于實現(xiàn)的優(yōu)點。
　　 基于損耗模型控制(LMC)以及最小直

3、流母線功率在線搜索控制(SC)的研究成果，本文提出了一種新型混合在線式直流最小功率模糊搜索效率優(yōu)化控制算法(FLSC)。算法包含有新型的比例因子提取策略，同其它模糊搜索控制相比，該策略不需通過仿真計算，就能在線得到電機各穩(wěn)態(tài)工況下對應的FLSC輸入輸出變量用比例因子。此外，還首次對FLSC用模糊集合及其隸屬度函數(shù)進行了系統(tǒng)化設計，解決了系統(tǒng)在效率最優(yōu)點處的振蕩問題。計算機仿真表明，本FLSC兼有LMC算法和SC算法的雙重優(yōu)點，并克服了兩

4、種算法的不足，具有很好的魯棒性，極大的提高了系統(tǒng)的控制性能。
　　 本文提出了新型SVPWM零電壓作用時間分配方法和新型SVPWM過調(diào)制算法。前者從基于載波調(diào)制方式的CBPWM與基于空間電壓矢量方式的SVPWM之間聯(lián)系出發(fā)，將CBPWM的研究成果應用于SVPWM零電壓作用時間分配中，從而極大的降低了逆變器諧波電壓輸出。后者按照電壓矢量的幅值比例，通過對參考電壓矢量以及六邊型頂點電壓矢量的幅值控制，使系統(tǒng)逐漸由線性調(diào)制工作狀態(tài)過渡

5、到六階梯波工作狀態(tài)，在整個過程中逆變器輸出的基波電壓具有線性調(diào)制的性質(zhì)。仿真表明，同其它過調(diào)制算法相比，本算法對應的諧波電壓含量低，能夠極大的改善逆變器的輸出性能。
　　 本文在基于TMS320F2407A的1.8kW/5.4kW異步電機實驗臺架上，進行了新型FLSC效率優(yōu)化控制實驗研究，結果表明本文所提FLSC算法，能夠極大的縮短控制系統(tǒng)的尋優(yōu)時間，并具有很好的適應性，可以方便的應用于各種功率等級的異步電機。100kW/160