電動汽車用五相永磁同步電機驅(qū)動控制技術(shù)研究.pdf

1、目前，能源缺乏、環(huán)境污染的問題越發(fā)嚴重，電動汽車以其環(huán)保、節(jié)能等優(yōu)勢而得到迅猛發(fā)展，電機及其驅(qū)動系統(tǒng)是電動汽車的核心部件，其中永磁同步電機具有體積小、重量輕、效率高、功率密度大、調(diào)速范圍寬的特征，是當下電動汽車動力輸出的首選方案。本文研究用的五相內(nèi)置式永磁同步電機(IPMSM)更是具有易于實現(xiàn)大功率驅(qū)動、系統(tǒng)整體可靠性高以及輸出力矩脈動小的優(yōu)勢，使其成為當下研究的熱點。
　　本文首先闡述了課題的研究背景及其意義，介紹了目前多相容錯

2、電機、五相永磁電機弱磁控制以及匝間短路故障的研究現(xiàn)狀;對文中的研究對象五相IPMSM的結(jié)構(gòu)、原理及其特性作了簡要的分析，同時構(gòu)建了五相電機的驅(qū)動控制系統(tǒng)，并建立電機五相靜止坐標系下及兩相旋轉(zhuǎn)坐標系下的數(shù)學(xué)模型。
　　其次，論文對基于直接轉(zhuǎn)矩(DTC)調(diào)制下的弱磁控制策略進行了研究，可抑制五相驅(qū)動系統(tǒng)中的三次諧波電壓，實現(xiàn)基速以下恒轉(zhuǎn)矩，基速以上恒功率控制;同時對基于空間矢量脈寬調(diào)制(SVPWM)下的弱磁控制策略進行研究，采用最近四

3、矢量法構(gòu)建調(diào)制模塊，實現(xiàn)低速大轉(zhuǎn)矩、寬調(diào)速范圍的控制目標，并對比了兩種調(diào)制方法下弱磁控制的電機運行性能。
　　然后，論文對電機定子繞組中發(fā)生的匝間短路故障進行了分析，構(gòu)建故障下的數(shù)學(xué)模型，利用故障后估算轉(zhuǎn)矩與實際轉(zhuǎn)矩出現(xiàn)的誤差，建立匝間短路故障診斷策略，驗證了在電機變速、變載、缺相以及單管故障條件下診斷策略的有效性，實現(xiàn)故障的準確檢測，降低誤判的概率。
　　再次，針對開繞組情況下的匝間短路故障情況，利用故障后出現(xiàn)的零序電流分

4、量的幅值和相位與故障后的匝比、短路電阻之間的理論關(guān)系，估算出不可測的短路匝比以及短路電阻;同時分析了匝間短路故障后的轉(zhuǎn)矩脈動，提出電流補償法，構(gòu)建虛擬故障相，利用估算出的短路匝比以及短路電流來抑制轉(zhuǎn)矩脈動。
　　最后，論文基于Matlab/Simulink建立五相電機驅(qū)動系統(tǒng)的仿真模型，以及基于dSPACE1104控制器構(gòu)建該電機實驗驗證平臺，對電機的弱磁運行、匝間短路故障診斷、匝間短路故障嚴重程度分析以及故障后轉(zhuǎn)矩脈動抑制進行了