電動汽車永磁同步電機控制系統(tǒng)關鍵技術(shù)研究.pdf

1、由于全球日益嚴峻的環(huán)境污染、能源危機和氣溫變暖等原因，電動汽車的發(fā)展日益受到人們的重視。電機驅(qū)動系統(tǒng)作為電動汽車的重要部分，其高性能運行及可靠性對整車的運行性能和行車的安全有直接影響。本文針對電動汽車永磁同步電機(PMSM)控制系統(tǒng)的最大轉(zhuǎn)矩電流比(MTPA)控制、弱磁擴速控制、無傳感器控制、逆變器容錯控制等關鍵技術(shù)進行了研究。論文主要工作如下:
　　1、分析了矢量坐標變換的原理，給出了電動汽車PMSM矢量控制的數(shù)學模型。分析了電

2、動汽車PMSM控制系統(tǒng)的控制策略，提出了一種考慮電機飽和效應的MTPA控制方法，實驗表明在相同的最大電流條件下，應用該方法的轉(zhuǎn)矩輸出能力比id=0控制方法有顯著提高;提出了一種參數(shù)在線估算的MTPA控制方法，該方法能夠在線觀測出d、q軸電感，不需要查表，減小了響應時間，提高了控制精度。
　　2、分析了電動汽車PMSM弱磁控制原理，研究了PMSM的弱磁控制軌跡，采用了一種基于電壓閉環(huán)的電動汽車PMSM的弱磁控制方法，在母線電壓不變的

3、情況下，增大了電機的轉(zhuǎn)速范圍，能夠由恒轉(zhuǎn)矩模式平穩(wěn)快速地過渡到弱磁工作模式，具有良好的控制性能。
　　3、研究了基于滑模觀測器方法、擴展反電勢方法和高頻電壓信號注入方法的PMSM轉(zhuǎn)子位置檢測方法，提出了一種電動汽車PMSM無位置傳感器的轉(zhuǎn)子位置檢測方法，該方法在低速時采用高頻信號注入法檢測轉(zhuǎn)子位置，保證了轉(zhuǎn)子位置和速度的檢測精度;在高速時采用擴展反電勢法檢測轉(zhuǎn)子位置，保證了系統(tǒng)的響應速度及對參數(shù)變化的魯棒性，能夠?qū)崿F(xiàn)在全速范圍內(nèi)電

4、動汽車PMSM無位置傳感器的轉(zhuǎn)子空間位置和速度的檢測，并且在兩種速度之間實現(xiàn)平滑切換。
　　4、分析了三相四開關SVPWM原理及算法，研究了電動汽車PMSM的三相四開關逆變器容錯控制方法。針對位置傳感器和逆變器均發(fā)生故障的情況，提出了一種基于擴展反電勢法的電動汽車PMSM三相四開關容錯控制方法，該方法能夠較準確得到轉(zhuǎn)子位置信號，且在額定電壓以下仍能正常運行。
　　5、設計了基于TMS320F2407 DSP的全數(shù)字控制系統(tǒng)，