電動汽車用異步電機系統(tǒng)效率優(yōu)化控制研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

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

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