電動汽車電機驅(qū)動系統(tǒng)容錯控制策略的研究與實現(xiàn).pdf

1、隨著全球石油危機的不斷加深和日益嚴(yán)重的環(huán)境污染，世界各國開始認(rèn)識到節(jié)能和減排是未來汽車技術(shù)發(fā)展的主要方向，而電動汽車的發(fā)展可以有效的解決這兩個問題。因此世界上主要的汽車生產(chǎn)國都開始加大電動汽車的研發(fā)力度，以使電動汽車能盡快地被推廣普及。
　　 在電動汽車中，交流電機驅(qū)動系統(tǒng)是其核心的組成部分，因此交流電機驅(qū)動系統(tǒng)的可靠性直接影響到電動汽車能否安全運行。交流電機驅(qū)動系統(tǒng)通常由電機、逆變器、傳感器和控制器組成。在實際應(yīng)用中，惡劣的工

2、作環(huán)境，機械疲勞等因素，使得交流電機驅(qū)動系統(tǒng)的每個環(huán)節(jié)都有可能出現(xiàn)故障，從而影響到整個系統(tǒng)的正常工作，甚至導(dǎo)致系統(tǒng)癱瘓。其中，逆變器部分的電力電子器件及其驅(qū)動電路相對于其他環(huán)節(jié)的故障發(fā)生率較高，其可靠性問題沒有得到有效解決。目前多采用功率變換器的冗余設(shè)計來提高系統(tǒng)的容錯能力，這種方法雖然可以在故障容錯后不影響系統(tǒng)性能，但是備用的電力電子開關(guān)器件在大部分情況下不參與運行，造成了浪費。
　　 本課題針對電動汽車交流電機驅(qū)動系統(tǒng)中的逆

3、變器和電機統(tǒng)籌考慮，提出一套簡單有效且成本低廉的故障容錯方法。具體工作內(nèi)容如下:
　　 本文首先介紹了電動汽車的發(fā)展背景和概況，并對現(xiàn)有的交流電機驅(qū)動系統(tǒng)的故障檢測、隔離和容錯控制方法作了簡單的介紹，分析了這幾種方法的優(yōu)缺點。
　　 接下來闡述了本課題的研究目標(biāo)，并基于故障前后電機氣隙磁動勢平衡的原理推導(dǎo)出容錯控制算法。在異步電機中，由于氣隙不均勻和繞組的分布方式不同會在氣隙磁場中產(chǎn)生空間諧波，而電力半導(dǎo)體換流元件的開關(guān)

4、狀態(tài)會在其輸出的電壓電流中疊加時間諧波?？臻g諧波和時間諧波都會影響到容錯控制算法的推導(dǎo)結(jié)果，因此本文對這兩種諧波作了詳細(xì)的分析。然后利用異步電機的數(shù)學(xué)模型，在simulink中搭建了一個可接入三相四線制驅(qū)動系統(tǒng)的電機模型。并利用該模型對推導(dǎo)出的容錯控制算法進行了仿真驗證。
　　 最后本文設(shè)計并完成了電機驅(qū)動系統(tǒng)容錯控制實驗平臺的搭建。以DSPTMS320F28335為控制芯片，四方變頻器為電機驅(qū)動模塊，對一臺寧波象山大通電機廠生