電動汽車空調壓縮機用永磁同步電機控制系統(tǒng).pdf

1、隨著科技的發(fā)展以及對汽車驅動能源應用的深入研究，逐漸確立了以電能為主導的發(fā)展方向，電動汽車的發(fā)展進入了一個嶄新的階段，終將完成行業(yè)變革，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的汽油車，實現(xiàn)真正的零污染零排放。電動汽車的發(fā)展又推動著車載空調的變革，作為汽車上一個重要的輔助子系統(tǒng)，其關鍵部件——壓縮機長期被日本電裝（DENSO）等國外品牌壟斷，為了打破國外技術壁壘，國內一些企業(yè)和研究人員展開了對車載一體式電動壓縮機的研究，本課題正是在此背景下展開的，具有重要的理論價值和

2、現(xiàn)實意義。
　　永磁同步電機（PMSM）因其體積小、壽命長、噪音低、效率高等優(yōu)點，非常適合于車載空調系統(tǒng)中，但因為壓縮機中很難安裝位置傳感器，需要使用無位置傳感器控制技術，因而復雜的控制算法成為應用的瓶頸。論文選擇基于滑模觀測器的無傳感器控制技術，該控制策略適用于高速運行下的電機調速，魯棒性好、控制算法易于工程實現(xiàn)。
　　在分析了永磁同步電機的數(shù)學模型和矢量控制理論后，建立了一套永磁同步電機矢量控制策略，給出了詳細的數(shù)學表達

3、，并在MATLAB/SIMULINK下搭建了仿真模型進行仿真研究。針對永磁同步電機無傳感器控制，設計了一套基于滑模觀測器的控制系統(tǒng)，詳細推導了其數(shù)學表達，并對其模型進行了闡述，為實際系統(tǒng)設計提供了理論依據(jù)。
　　詳細介紹了以STM32F103為控制核心基于滑模觀測器的永磁同步電機無位置傳感器控制系統(tǒng)的軟硬件設計。對系統(tǒng)的電源電路、驅動電路、控制電路、通信電路等進行了詳細的闡述，保證硬件系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。針對論文提出的基于滑模觀

4、測器的 PMSM控制策略進行了系統(tǒng)軟件設計，用程序流程圖分析了程序結構、中斷程序和故障保護程序的設計,對系統(tǒng)設計步驟和流程等方面進行了詳細的描述，為實驗研究奠定了基礎。
　　搭建永磁同步電機實驗平臺，針對樣機進行了大量的實驗研究，詳細分析了樣機的啟動過程和負載性能，并重點對電機的運行效率進行了研究分析，找出了系統(tǒng)的最佳工作區(qū)域。
　　實驗可得到如下結論：
　?。?）控制策略能有效實現(xiàn)電機轉子定位和起動，在轉速閉環(huán)與開環(huán)

5、加速之間，設計了位置閉環(huán)運行階段，提高了閉環(huán)切換的可靠性；
　?。?）滑模觀測器能準確測取電機轉子位置信息，從而完成無位置傳感器運行時的自同步與閉環(huán)調速；
　　（3）即使在高速重載工況下，控制方案仍具有較高的調速精度；
　?。?）在壓縮機運行的常態(tài)工況下，電機運行效率可達90％，并在較大轉矩區(qū)間內都具有80%以上的運行效率。
　　實驗結果證明，控制方案能滿足車載變頻空調系統(tǒng)的應用需求，具有良好的工程應用價值。這些