电动汽车用开关磁阻电机驱动系统研究

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电机调速控制是电动汽车的核心技术,直接影响着电动汽车性能。开关磁阻电机(switched reluctance motor,简称SRM)是一种结构简单、调速范围宽、控制灵活的电机,满足电动汽车的驱动要求。本文以一台三相12/8结构的SRM为研究对象,设计了驱动系统的软、硬件,建立了SRM非线性模型,提出了一种适用于由SRM驱动的电动汽车停车充电控制策略。本文主要工作如下:首先,本文根据SRM的工作原理,设计了SRM驱动系统的各硬件电路和软件控制程序,搭建了SRM控制系统:选用了不对称半桥功率变换器,设计了相应的驱动电路、信号采集和隔离电路;选用了DSP28335数字控制器,完成了初始化子程序、液晶显示子程序、定时器中断子程序、位置捕获中断子程序、ADC采样中断子程序、电流斩波子程序。其次,利用关键位置处磁链特性曲线,建立了SRM非线性仿真模型。提出了一种将改进的高斯多项式用于磁链曲线拟合的方法。将拟合结果与高斯多项式、5阶多项式的拟合结果进行对比分析,分析结果表明提出的非线性模型能较好的模拟实际磁链曲线,具有较高的精确度。依据提出的改进高斯多项式模型,建立了磁链模型、电流模型、转矩模型和机械方程模型,完善了针对SRM系统的建模。通过仿真电流波形与实验波形对比验证了模型的准确性。最后,提出了一种电动汽车用开关磁阻电机停车充电控制策略。将SRM三相绕组作为充电电路的储能电感,利用上述建立的电机转矩模型和电流模型对充电电流进行分配和控制:充电过程中,三相转矩之和为零,实现了充电过程中输出零转矩控制。最后在仿真平台上验证了该控制策略的有效性。
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