電動(dòng)汽車(chē)空調(diào)壓縮機(jī)用永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng).pdf

1、隨著科技的發(fā)展以及對(duì)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)能源應(yīng)用的深入研究，逐漸確立了以電能為主導(dǎo)的發(fā)展方向，電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)嶄新的階段，終將完成行業(yè)變革，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的汽油車(chē)，實(shí)現(xiàn)真正的零污染零排放。電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展又推動(dòng)著車(chē)載空調(diào)的變革，作為汽車(chē)上一個(gè)重要的輔助子系統(tǒng)，其關(guān)鍵部件——壓縮機(jī)長(zhǎng)期被日本電裝（DENSO）等國(guó)外品牌壟斷，為了打破國(guó)外技術(shù)壁壘，國(guó)內(nèi)一些企業(yè)和研究人員展開(kāi)了對(duì)車(chē)載一體式電動(dòng)壓縮機(jī)的研究，本課題正是在此背景下展開(kāi)的，具有重要的理論價(jià)值和

2、現(xiàn)實(shí)意義。
　　永磁同步電機(jī)（PMSM）因其體積小、壽命長(zhǎng)、噪音低、效率高等優(yōu)點(diǎn)，非常適合于車(chē)載空調(diào)系統(tǒng)中，但因?yàn)閴嚎s機(jī)中很難安裝位置傳感器，需要使用無(wú)位置傳感器控制技術(shù)，因而復(fù)雜的控制算法成為應(yīng)用的瓶頸。論文選擇基于滑模觀測(cè)器的無(wú)傳感器控制技術(shù)，該控制策略適用于高速運(yùn)行下的電機(jī)調(diào)速，魯棒性好、控制算法易于工程實(shí)現(xiàn)。
　　在分析了永磁同步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型和矢量控制理論后，建立了一套永磁同步電機(jī)矢量控制策略，給出了詳細(xì)的數(shù)學(xué)表達(dá)

3、，并在MATLAB/SIMULINK下搭建了仿真模型進(jìn)行仿真研究。針對(duì)永磁同步電機(jī)無(wú)傳感器控制，設(shè)計(jì)了一套基于滑模觀測(cè)器的控制系統(tǒng)，詳細(xì)推導(dǎo)了其數(shù)學(xué)表達(dá)，并對(duì)其模型進(jìn)行了闡述，為實(shí)際系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)。
　　詳細(xì)介紹了以STM32F103為控制核心基于滑模觀測(cè)器的永磁同步電機(jī)無(wú)位置傳感器控制系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)。對(duì)系統(tǒng)的電源電路、驅(qū)動(dòng)電路、控制電路、通信電路等進(jìn)行了詳細(xì)的闡述，保證硬件系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。針對(duì)論文提出的基于滑模觀

4、測(cè)器的 PMSM控制策略進(jìn)行了系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)，用程序流程圖分析了程序結(jié)構(gòu)、中斷程序和故障保護(hù)程序的設(shè)計(jì),對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟和流程等方面進(jìn)行了詳細(xì)的描述，為實(shí)驗(yàn)研究奠定了基礎(chǔ)。
　　搭建永磁同步電機(jī)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，針對(duì)樣機(jī)進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)研究，詳細(xì)分析了樣機(jī)的啟動(dòng)過(guò)程和負(fù)載性能，并重點(diǎn)對(duì)電機(jī)的運(yùn)行效率進(jìn)行了研究分析，找出了系統(tǒng)的最佳工作區(qū)域。
　　實(shí)驗(yàn)可得到如下結(jié)論：
　　（1）控制策略能有效實(shí)現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)子定位和起動(dòng)，在轉(zhuǎn)速閉環(huán)與開(kāi)環(huán)

5、加速之間，設(shè)計(jì)了位置閉環(huán)運(yùn)行階段，提高了閉環(huán)切換的可靠性；
　?。?）滑模觀測(cè)器能準(zhǔn)確測(cè)取電機(jī)轉(zhuǎn)子位置信息，從而完成無(wú)位置傳感器運(yùn)行時(shí)的自同步與閉環(huán)調(diào)速；
　?。?）即使在高速重載工況下，控制方案仍具有較高的調(diào)速精度；
　?。?）在壓縮機(jī)運(yùn)行的常態(tài)工況下，電機(jī)運(yùn)行效率可達(dá)90％，并在較大轉(zhuǎn)矩區(qū)間內(nèi)都具有80%以上的運(yùn)行效率。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，控制方案能滿足車(chē)載變頻空調(diào)系統(tǒng)的應(yīng)用需求，具有良好的工程應(yīng)用價(jià)值。這些