輕量型純電動汽車用開關(guān)磁阻電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)研究.pdf

1、能源緊缺和環(huán)境污染是新世紀(jì)人類面臨的重要問題，也是目前人們關(guān)注的焦點(diǎn)，因此節(jié)能、環(huán)保的新能源汽車在此背景下應(yīng)運(yùn)面生。純電動汽車以其在使用過程中實(shí)現(xiàn)了零排放、無污染、高效化等獨(dú)特的優(yōu)勢而迅速崛起。
　　開關(guān)磁阻電機(jī)（Switched Reluctance Motor，簡稱SRM）具有結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高、調(diào)速范圍寬、起動扭矩大等眾多優(yōu)勢，發(fā)展迅速，在航空航天、紡織機(jī)械、石油開采、電動汽車等領(lǐng)域均有應(yīng)用。本文以一臺三相4kW-SRM為研

2、究對象，在深入分析電機(jī)工作原理的基礎(chǔ)之上，開發(fā)與研制了一套具有一定實(shí)用性的純電動汽車用低壓開關(guān)磁阻電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)。
　　論文主要研究內(nèi)容包括以下幾個方面:
　　(1)闡述開關(guān)磁阻電機(jī)的工作原理和控制方式，分析了電機(jī)分別作電動運(yùn)行與制動發(fā)電運(yùn)行時電路中電流回路與電機(jī)內(nèi)部磁場的形成。
　　(2)分析SRM結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和數(shù)學(xué)模型，并給出實(shí)驗(yàn)樣機(jī)的設(shè)計參數(shù)與實(shí)測靜態(tài)特性?；贏nsoft/Simplorer軟件，搭建開關(guān)磁阻電機(jī)的磁

3、場—電路耦合仿真模型，把磁場有限元計算與復(fù)雜的控制模型相結(jié)合，根據(jù)實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)，應(yīng)用不同的控制策略對電機(jī)本體輸出特性進(jìn)行了仿真分析。
　　(3)設(shè)計并制作SRM控制器的硬件電路。對多種電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，最終確定合適的方案，根據(jù)控制電路需求，設(shè)計電路參數(shù)并制作電路板。焊接、調(diào)試硬件電路，最后裝箱實(shí)現(xiàn)電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)控制器的模塊化。
　　(4)設(shè)計編寫SRM控制器的軟件程序?？刂破鞯奶幚砥鞑捎肧T公司的芯片STM32F103RB

4、，該處理器以ARM Cortex-M3為核心，在RVMDK的環(huán)境下編寫C語言程序，配合相應(yīng)的硬件電路完成信號采集與轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)計算，運(yùn)用相應(yīng)的控制算法實(shí)現(xiàn)開關(guān)磁阻電機(jī)的電動運(yùn)行。
　　(5)基于驅(qū)動系統(tǒng)控制器的軟硬件設(shè)計，搭建實(shí)驗(yàn)平臺，完成SRM驅(qū)動系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。分析了SRM在不同控制方式下的特性，并分別測量電機(jī)、控制器以及系統(tǒng)效率的分布特性、電機(jī)的機(jī)械特性等，全面分析評估系統(tǒng)性能，為SRM驅(qū)動系統(tǒng)在純電動汽車中的工程實(shí)用化提供理論