電動汽車用多相電機驅(qū)動系統(tǒng)研究.pdf

1、電動汽車具有污染小、噪聲低、節(jié)能環(huán)保等諸多優(yōu)點，得到廣泛關(guān)注和普遍重視。同時，電動汽車因其特殊的性能要求與惡劣的運行環(huán)境，對電機驅(qū)動系統(tǒng)提出了苛刻的要求。與三相電機驅(qū)動系統(tǒng)相比，多相電機驅(qū)動系統(tǒng)具有許多突出的優(yōu)點，為電動汽車的動力執(zhí)行機構(gòu)提供了一種新的解決方案。本文針對電動汽車用多相電機驅(qū)動系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，構(gòu)建了一套多相感應(yīng)電機驅(qū)動系統(tǒng)進(jìn)行研究，文章主要內(nèi)容如下:
　　首先，為提高電動汽車用電機驅(qū)動系統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩輸出和功率密度，對多相

2、感應(yīng)電機的非正弦供電技術(shù)進(jìn)行研究，并分析了諧波注入后電機轉(zhuǎn)矩和功率密度提高的原因。利用繞組函數(shù)法，分析了多相感應(yīng)電機時空磁動勢分布，并推導(dǎo)了多平面轉(zhuǎn)子磁場定向控制的數(shù)學(xué)模型。針對不同相數(shù)的多相感應(yīng)電機，分別探討了諧波如何選擇、各次諧波含量比例和相位如何確定，以及注入諧波后對電機齒部磁密和軛部磁密的影響。電機處于不同負(fù)載條件下，保持相同的氣隙磁密和軛部磁密，比較了正弦供電與非正弦供電下的電機性能，表明多相感應(yīng)電機非正弦供電技術(shù)適用于重載場

3、合。考慮到氣隙磁密受到電機負(fù)載影響，通過實時調(diào)整基波和諧波轉(zhuǎn)子磁場方向，進(jìn)而保證氣隙磁密在不同負(fù)載條件下為平頂波。
　　其次，針對電動汽車用電機驅(qū)動系統(tǒng)容易出現(xiàn)的缺相故障，保證其故障后能夠繼續(xù)運行，提出了不同優(yōu)化目標(biāo)的容錯控制策略?；诠收锨昂蟠艅觿莶蛔兊脑瓌t，通過對剩余相電流的重構(gòu)，實現(xiàn)故障后無擾運行。故障發(fā)生后，根據(jù)不同約束條件，采用電流幅值相等法、最小定子銅耗法和最小脈動轉(zhuǎn)矩法進(jìn)行分析與對比?？紤]到故障后基波平面和諧波平面不

4、再解耦，并且磁場耦合會對電機運行造成影響，采用了磁動勢理論對其進(jìn)行重點分析。故障后電流不再對稱，為避免滯環(huán)等控制方法帶來的不利影響，電流環(huán)采用了比例諧振(PR)控制，實現(xiàn)了相坐標(biāo)系下的電流精確跟蹤。
　　再次，以拓寬電動汽車速度運行范圍，對多相感應(yīng)電機弱磁控制技術(shù)進(jìn)行了研究與分析。針對傳統(tǒng)弱磁算法存在的問題，提出了一種定子磁鏈優(yōu)化的弱磁控制算法，以實現(xiàn)弱磁下的最大轉(zhuǎn)矩輸出，并且保持良好的穩(wěn)態(tài)和動態(tài)性能。詳細(xì)分析了諧波平面對弱磁區(qū)間

5、運行的影響，采用非正弦供電技術(shù)有效提高直流電壓利用率。受到電池儲能技術(shù)的限制，電機運行效率也是電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一。從電機整體效率最優(yōu)角度考慮，結(jié)合電機定轉(zhuǎn)子銅耗和鐵耗的計算方法，對恒轉(zhuǎn)矩和弱磁區(qū)間的電機運行效率進(jìn)行了定量分析與優(yōu)化。
　　最后，針對電動汽車運行環(huán)境惡劣而導(dǎo)致測速機構(gòu)易發(fā)生故障等問題，利用多相電機多平面特性，提出了一種帶轉(zhuǎn)子參數(shù)辨識的無速度傳感器運行方法。通過利用多相感應(yīng)電機的多平面特性，實現(xiàn)電機運行過程