混合動力汽車用雙轉(zhuǎn)子電機運動控制的研究.pdf

1、隨著能源危機和環(huán)保問題日益突出，新能源汽車已是當前汽車工業(yè)發(fā)展的大勢所趨。其中，相比于純電動汽車，混合動力汽車以其明顯的優(yōu)勢依然成為當今汽車領域研究的熱點。以行星齒輪為功率分配裝置的混聯(lián)式混合動力汽車以其良好的駕駛性能和燃油經(jīng)濟性已經(jīng)被廣大消費者所接受。但是，機械齒輪本身不可避免的存在機械磨損和振動等缺點，因此研究純電氣化的功率分配裝置將是混合動力技術(shù)的發(fā)展方向。
　　在電機領域，相比于機械齒輪，電磁齒輪可以避免機械磨損，可以提高

2、系統(tǒng)的可靠性和降低維護成本，使其具有非常好的應用前景。其中，同軸磁齒輪與行星齒輪具有一致的運動學特征，因此，原理上使用同軸磁齒輪完全可以取代行星齒輪來實現(xiàn)混合動力系統(tǒng)中的功率分配。將同軸磁齒輪的一個轉(zhuǎn)子用電樞繞組代替，便形成了磁齒輪功率分配電機(Magntic-geared Power Split Motor，MGPSM)。本文就是以MGPSM電機為研究對象，對其運行原理進行了分析，建立了數(shù)學和控制模型。對MGPSM電機在混合動力系統(tǒng)中

3、的應用進行了分析和驗證。
　　論文的主要研究內(nèi)容如下:
　　1、基于同軸磁齒輪的磁場調(diào)制原理分析了MGPSM電機的工作原理，推導并分析了MGPSM電機的定子、內(nèi)轉(zhuǎn)子和外轉(zhuǎn)子之間的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩關(guān)系，對MGPSM電機進行了外層氣隙磁場的定向，將復雜的雙轉(zhuǎn)子電機結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化成普通的永磁同步電機結(jié)構(gòu)。并分析了MGPSM電機的數(shù)學模型，搭建了普通永磁同步電機與雙機械端口相結(jié)合的本體仿真模型。
　　2、介紹了MGPSM電機的工作模式，并

4、詳細的分析了各個工作模式下的功率流流向。在MATLAB/Simulink平臺下搭建了基于矢量控制和直接轉(zhuǎn)矩控制的仿真模型，對MGPSM電機的每個工作模式進行了仿真，仿真結(jié)果表明MGPSM電機在混合動力應用背景下具有良好的調(diào)速性能和動態(tài)性能。
　　3、完成了MGPSM電機控制系統(tǒng)硬件電路的設計，主要包括STM32最小系統(tǒng)核心板、電壓電流檢測電路、轉(zhuǎn)子位置檢測電路和IGBT驅(qū)動電路，并對每個模塊進行了單獨的測試。
　　4、完成了