電動(dòng)汽車用基于新型磁編碼器的開繞組盤式永磁電機(jī)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、面對能源危機(jī)和環(huán)境污染日益嚴(yán)重，加快推進(jìn)電動(dòng)汽車的技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化實(shí)施符合我國的能源安全和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)作為電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)最為關(guān)鍵的核心部件之一，對電動(dòng)汽車產(chǎn)品的續(xù)駛里程、價(jià)格成本和行駛安全性具有決定性影響，因此論文課題在對電動(dòng)汽車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)的使用要求和產(chǎn)品要求進(jìn)行分析總結(jié)的基礎(chǔ)上，對新型高效高可靠性低成本的電動(dòng)汽車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)----基于磁編碼器的新型開繞組多盤式永磁電機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行開發(fā)和研制具有重要的理論研究意義和

2、現(xiàn)實(shí)實(shí)踐意義。本文圍繞高效、高可靠性、低成本的初衷，結(jié)合電動(dòng)汽車場合的工況特點(diǎn)(空間限制多、速度范圍寬、震動(dòng)沖擊大等)，依次對新型驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)的各主要組成部分(新型多盤式永磁電機(jī)、集成霍爾磁編碼器、驅(qū)動(dòng)控制平臺(tái)和開繞組雙端級聯(lián)式機(jī)電系統(tǒng))進(jìn)行了注重工程實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)研究和總結(jié)，并在若干關(guān)鍵技術(shù)的處理上實(shí)現(xiàn)了涵蓋設(shè)計(jì)理念、加工工藝、微處理器實(shí)現(xiàn)方法、軟件調(diào)試方法和樣機(jī)測試方法等諸多方面的細(xì)節(jié)上的創(chuàng)新、完善和優(yōu)化。
　　本研究主要內(nèi)容

3、包括：⑴對于電動(dòng)汽車用新型開繞組多盤式永磁電機(jī)，通過電機(jī)性能參數(shù)優(yōu)化匹配研究奠定電機(jī)電磁設(shè)計(jì)和控制器硬件全局匹配設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)；通過磁路結(jié)構(gòu)選擇與簡化處理對高能效多盤式永磁電機(jī)實(shí)施結(jié)構(gòu)保障并簡化結(jié)構(gòu)參數(shù)預(yù)估；通過新型無軛組裝式定子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)解決串聯(lián)磁路盤式電機(jī)定子的制造難題；提出轉(zhuǎn)子間雙向斜極轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)解決多盤式永磁電機(jī)齒槽轉(zhuǎn)矩組合疊加的問題；軸向分段機(jī)殼解決裝配困難的問題；電感參數(shù)測量方法和改進(jìn)齒槽轉(zhuǎn)矩測量裝置解決樣機(jī)參數(shù)測量中的困難。⑵對于

4、高可靠性集成霍爾磁編碼器，從結(jié)構(gòu)和算法兩個(gè)方面進(jìn)行增強(qiáng)電動(dòng)汽車場合適用性的研究。分析和研究改進(jìn)型磁編碼器信號發(fā)生結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)抗震動(dòng)能力，降低對加工和安裝工藝的要求；引進(jìn)和開發(fā)新型具有容錯(cuò)能力的高可靠性軸角轉(zhuǎn)換算法(映射查表法和雙同步坐標(biāo)變換鎖相環(huán)法)，彌補(bǔ)常用基本算法缺乏容錯(cuò)能力且誤差抑制能力不足的現(xiàn)狀，同時(shí)對算法的微處理器實(shí)現(xiàn)過程進(jìn)行程序優(yōu)化，并對算法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測試。⑶對于新型開繞組多盤式永磁電機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制平臺(tái)，通過基于全局性能參數(shù)匹配的

5、硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究，從硬件拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上提出盤式電機(jī)弱磁擴(kuò)速困難問題的解決方案。電磁兼容設(shè)計(jì)則對電動(dòng)汽車惡劣電磁環(huán)境中的電磁兼容設(shè)計(jì)方法進(jìn)行研究總結(jié)。永磁電機(jī)穩(wěn)定開環(huán)標(biāo)量控制研究對程序耦合調(diào)試?yán)щy的問題進(jìn)行解決，實(shí)現(xiàn)控制主程序的獨(dú)立調(diào)試。調(diào)節(jié)器參數(shù)設(shè)計(jì)和程序優(yōu)化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)矢量控制程序并優(yōu)化程序性能。最終通過實(shí)驗(yàn)研究對硬件系統(tǒng)參數(shù)和控制程序進(jìn)行實(shí)例調(diào)試和結(jié)果分析。⑷對于雙逆變器雙端級聯(lián)式機(jī)電系統(tǒng)調(diào)制策略，本文以電壓矢量調(diào)制為核心實(shí)現(xiàn)對雙端級