关键词：混合动力汽车;;内置式永磁同步电动机;;最大转矩电流比控制;;弱磁控制
摘 要：在能源耗费和环境污染日益严重的情况下,新能源领域有了新的发展势头,例如节能以及环保的电动汽车正在飞快的发展。然而,在这个领域快速发展的过程中还有着很多需要攻克的问题,最明显的就是在电机驱动控制系统这一方面。同时又因为我国有着丰富的永磁材料以及本身的性能优点,进而使得我国的电动汽车对于驱动电机的选择基本都是以永磁同步电机为主要的应用研究方向。所以,本文将内置式永磁同步电机作为研究对象,对串联式混合动力电动汽车用IPMSM驱动控制进行了深入的研究。首先,详细的阐述了本课题的研究背景及其意义,介绍了目前国内国外的电动汽车如今的发展状况及其前景,将不同的驱动电机的特点进行了具体的分析和比较,最后结合相关的一些因素和如今的国内国外电动汽车的驱动电机大致的使用情况,选用了内置式永磁同步电机来作为本文的研究对象,将其行业内的一些驱动控制方法作了详细的对比及分析,给后续的电动汽车驱动电机的控制研究作了很好的铺垫。其次,针对这种类型的电机在低速恒转矩区域工作时候的控制方案进行了彻底的研究,然后依据电机的电磁转矩公式再结合电机的数学模型,推导出MTPA控制的一些相关的公式。考虑到现有MTPA控制的一些弊端,提出了经过改进的MTPA控制方法,推导出了有功电流和无功电流之间存在的一种关系式,这样可以解决转矩和电流之间的非线性问题。同时还对改进过的控制策略通过泰勒展开然后化简,这种新的控制算法在工程中特别的适用。最后将改进过的MTPA控制策略跟id=0控制策略各自进行相同工况仿真并作了对比分析。再次,针对内置式永磁同步电机的高速运行工况,对它在恒功率区域的弱磁运行策略展开了深入的研究。对内置式永磁同步电机的高速弱磁原理进行了深度的分析,并且提出了基于电压反馈的MTPA弱磁控制方案,电机参数依赖性不大,运行起来比较稳定,能提高电机以及控制器的效率。最后通过MATLAB仿真对该策略展开了分析验证。最后,对电动汽车驱动系统的硬件电路设计和软件算法控制流程图作了详细的说明,搭建了实际的实验平台,控制核心芯片选用TMS320F28335,然后对电机以及其控制器进行了一系列相应工况下的实验。实验的结果有力的证实了本文所提到的控制方法的可靠性。
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