电动汽车用异步电机节能控制方法的研究

【摘要】：电动汽车作为新能源汽车代表，因为具有无尾气污染、行驶噪声小等内燃机汽车不可比拟的特性,必将成为未来的汽车市场的主导。异步电机具有运行可靠、易维护修理等诸多优点，被广泛运用到电动汽车，异步电机驱动的电动汽车目前在技术方面还没有内燃机汽车成熟与完善，车载电池电能存储量有限造成电动汽车续航能力差的问题是影响电动汽车发展的关键问题。结合先进的调速技术、并针对电动汽车实际运行特性，研究异步电机节能控制问题对电动汽车的发展具有重要意义。 本文首先，研究了基于SVPWM的异步电机矢量控制，在介绍了矢量控制原理的基础上，将空间矢量脉宽调制（SVPWM）技术引入到矢量控制中，在SIMUlink仿真环境中进行了SVPWM矢量控制仿真；其次，研究了基于SVPWM矢量控制的异步电机节能控制，在分析节能控制原理的基础上，利用等效铁损电阻值并联到电机定转子侧的等效电路，推导出了异步电机在基频以下的最优磁链，针对实际中电动汽车经常运行在高速弱磁区情况，通过对异步电机的运行特性的分析，推导出了弱磁区的最优磁链，在SVPWM矢量控制基础上进行了恒转矩区和弱磁区最小损耗节能控制仿真验证，仿真结果表明此方法相比传统的基于SPWM矢量控制的节能控制效果要好；最后，针对电动汽车频繁启动制动下，需要较快动态响应速度问题，研究了节能控制下电机快速响应问题，在基频以下，运用动态电流重新分配和恢复额定磁通水平的方法一定程度上改善了电动汽车频繁启动或者爬坡情况下的性能指标；在高速弱磁区，推导了逆变器最大电压和电流输出能力的限制作用下的动态电流分配，仿真结果表明所给控制方法有效提高了弱磁区动态响应速度。 【关键词】：电动汽车 矢量控制 节能控制 SVPWM 快速响应
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TM343
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-18
• 1.1 课题研究的背景及意义10-12
• 1.2 异步电机调速与节能控制技术研究现状12-17
• 1.2.1 异步电机调速控制技术研究现状12-14
• 1.2.2 异步电机节能控制技术的研究现状14-16
• 1.2.3 异步电机在弱磁区的调速技术发展16-17
• 1.3 本文研究的内容与结构安排17-18
• 第二章 基于 SVPWM 的异步电机矢量控制18-30
• 2.1 矢量控制原理18-24
• 2.1.1 坐标变换18-21
• 2.1.2 按转子磁场定向的电机数学模型21-23
• 2.1.3 按转子磁场定向矢量控制系统结构23-24
• 2.2 SVPWM 矢量控制24-27
• 2.2.1 空间矢量脉宽调制（SVPWM）技术原理24-26
• 2.2.2 SVPWM 矢量控制系统结构26-27
• 2.3 基于 SVPWM 的异步电机矢量控制仿真27-29
• 2.4 本章小结29-30
• 第三章 基于 SVPWM 矢量控制的异步电机节能控制30-52
• 3.1 异步电机节能控制原理31-32
• 3.2 基于 SVPWM 的异步电机恒转矩区的节能控制32-40
• 3.2.1 包含铁损的异步电机数学模型32-35
• 3.2.2 异步电机最优磁链推导35-38
• 3.2.3 恒转矩区节能控制仿真38-40
• 3.3 基于 SVPWM 的异步电机弱磁区的节能控制40-51
• 3.3.1 异步电机在弱磁区的最优磁链推导41-43
• 3.3.2 异步电机的弱磁控制方案43-47
• 3.3.3 弱磁区的节能控制仿真47-51
• 3.4 本章小结51-52
• 第四章 基于 SVPWM 矢量控制的异步电机快速响应控制52-63
• 4.1 异步电机基频以下的节能快速响应控制53-56
• 4.1.1 基频以下的快速响应控制策略53-54
• 4.1.2 仿真验证54-56
• 4.2 异步电机弱磁区的节能快速响应控制56-61
• 4.2.1 基频以上的快速响应控制策略56-58
• 4.2.2 仿真验证58-61
• 4.3 本章小结61-63
• 第五章 结论63-64
• 参考文献64-67
• 在学研究成果67-68
• 致谢68

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