車用永磁無刷直流電機控制技術(shù)研究.pdf

1、由于能源安全性和節(jié)能環(huán)保等原因，而新能源汽車具有排放低、能量來源廣泛和能源利用率高等優(yōu)點，我國將發(fā)展新能源汽車產(chǎn)業(yè)作為基本國策，要求在“十三五”期間以純電驅(qū)動為核心，研發(fā)電動汽車動力系統(tǒng)技術(shù)平臺和實現(xiàn)電動汽車產(chǎn)業(yè)化。電機及其控制系統(tǒng)作為電動汽車的關(guān)鍵零部件，已成為世界各地的研究熱點之一。永磁無刷直流電機（Brushless DC motor——BLDCM）生產(chǎn)成本低、工藝簡單、可靠性高、效率高和動態(tài)響應(yīng)速度快，在電動汽車領(lǐng)域中逐漸得到了

2、廣泛的應(yīng)用。本文根據(jù)電動汽車的要求和特點，設(shè)計了電動車用電機控制系統(tǒng)，研究了其不同的控制方法。
　　首先，本文論述了車用電機及控制系統(tǒng)的研究和發(fā)展現(xiàn)狀，對幾種車用驅(qū)動電機進行了比較分析。根據(jù)BLDCM的結(jié)構(gòu)和工作原理，建立了其數(shù)學模型，闡述了電機位置檢測技術(shù)、兩兩導通控制、矢量控制、弱磁控制的基本原理，為電機控制系統(tǒng)硬件設(shè)計以及軟件控制策略的開發(fā)提供參考依據(jù)。
　　其次，在硬件設(shè)計方面，本文闡述了使用Cadence軟件設(shè)計電

3、機控制器的控制板硬件電路的過程。電機控制器使用32位Infineon汽車級微處理器作為主控芯片，設(shè)計了PWM輸出驅(qū)動、旋變驅(qū)動、電源模塊以及CAN總線通訊等電路;此外，還設(shè)計了過流、過溫、過壓報警處理等電路。在軟件設(shè)計方面，根據(jù)AUTOSAR的軟件架構(gòu)特點，開發(fā)了具有保護功能的軟件控制系統(tǒng)，采用了兩兩導通方法以及矢量控制等控制策略。
　　最后，利用D&V電力測功機試驗平臺，搭建了車用BLDCM電機控制系統(tǒng)試驗臺架，采用VB語言開發(fā)

4、了的電機控制系統(tǒng)控制界面。根據(jù)臺架試驗結(jié)果從電流控制和恒功率條件下對不同控制方法控制電機的結(jié)果進行了對比分析。在電流控制方面，PWM_ON_PWM方式比H_PWM_L_PWM方式有更好的控制效果，而矢量控制比這兩種方法更優(yōu)。相同條件下，恒功率弱磁試驗數(shù)據(jù)說明了電流超前角和矢量控制方法均能實現(xiàn)兩倍弱磁，矢量控制弱磁比電流超前角方法弱磁效果更好，轉(zhuǎn)矩更平穩(wěn)，但是輸出轉(zhuǎn)矩略小。臺架試驗也證明了本文設(shè)計的車用電機控制系統(tǒng)能實現(xiàn)對BLDCM電機的