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，大量應用于工農業(yè)生產(chǎn)的交流異步電機驅動系統(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過調制算法。前者從基于載波調制方式的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制的性質。仿真表明，同其它過調制算法相比，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