電動汽車用新型永磁復(fù)合輪轂電機控制系統(tǒng)研究.pdf

1、21世紀以來，全球面臨著日益嚴峻的能源與環(huán)境的挑戰(zhàn)，發(fā)展清潔、高效和安全的汽車將是實現(xiàn)交通可持續(xù)發(fā)展的必由之路。其中，電動汽車以其在使用過程中超低排放、能源利用高效和多元化、便于實現(xiàn)智能化控制等優(yōu)勢受到推崇，呈現(xiàn)快速發(fā)展態(tài)勢。而電機驅(qū)動系統(tǒng)都是電動汽車不可缺少的一部分，根據(jù)電動機驅(qū)動車輪方式的不同可以分為集中電機驅(qū)動與輪轂電機驅(qū)動兩大類。集中電機驅(qū)動是通過行星齒輪及變速箱使電動機間接地驅(qū)動車輪，然而，行星齒輪及變速箱都存在齒輪潤滑維護、

2、傳輸損耗及機械噪聲等問題。近年來，輪轂電機驅(qū)動優(yōu)勢倍受重視。電動汽車輪轂電機的驅(qū)動方式分為外轉(zhuǎn)子直接驅(qū)動和內(nèi)轉(zhuǎn)子間接驅(qū)動，但間接驅(qū)動中仍存在減速機構(gòu)及齒輪的磨損問題；直接驅(qū)動無減速機構(gòu)，結(jié)構(gòu)更為簡單緊湊，效率得到進一步提升，但需要提供大轉(zhuǎn)矩時，電機電流較大。磁齒輪具有無機械接觸、噪聲低、無需潤滑、過載自動保護等優(yōu)點。本文將研究一種同心式磁齒輪與永磁無刷電機復(fù)合而形成的新型永磁復(fù)合輪轂電機。本文對該電機的穩(wěn)態(tài)、動態(tài)性能以及控制策略均進行了

3、研究，在仿真的基礎(chǔ)上，基于TMS320F2812數(shù)字控制驅(qū)動系統(tǒng)平臺進行了實驗研究，驗證了該新型永磁復(fù)合輪轂電機驅(qū)動控制系統(tǒng)的相關(guān)性能。本文的工作為該電機的進一步研究及其在電動汽車領(lǐng)域上的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。
　　首先，介紹了該新型永磁復(fù)合輪轂電機的基本工作原理，并分別在定轉(zhuǎn)子坐標系下建立了該新型永磁復(fù)合輪轂電機的數(shù)學(xué)模型，分析了矢量控制方法在該電機驅(qū)動系統(tǒng)中應(yīng)用的可行性。在對該電機的反電動勢、電感等特性進行分析的基礎(chǔ)上，以控制算法簡

4、便易行、轉(zhuǎn)矩輸出平滑為目標，得到了該新型永磁復(fù)合輪轂電機的控制策略。
　　其次，基于Matlab/Simulink平臺建立了該復(fù)合電機以及驅(qū)動系統(tǒng)的仿真模型，并進行了原理的仿真驗證以及電機穩(wěn)態(tài)、動態(tài)運行的仿真研究。
　　最后，基于數(shù)字信號處理器(DSP)TMS320F2812設(shè)計了該新型永磁復(fù)合輪轂電機數(shù)字驅(qū)動控制實驗平臺，包括信號調(diào)理、電流檢測以及軟硬件結(jié)合的綜合保護等相關(guān)電路。并在此實驗平臺上進行了實驗研究，實現(xiàn)了電流控