電動車用異步電機直接轉矩控制系統(tǒng)的建模與仿真.pdf

1、由于傳統(tǒng)汽車的保有量急劇增大引發(fā)的一系列能源、氣候、噪聲、疾病、污染問題,清潔能源汽車無疑是汽車未來的發(fā)展方向,作為未來汽車的核心部件之一的電機驅動系統(tǒng),一直是廣大學者和企業(yè)研發(fā)人員公關的主要課題.在前言中作者對交流調速技術的發(fā)展狀況和電動汽車的不同驅動系統(tǒng)作了介紹.從對異步電機的PWM調速原理開始作了簡單介紹,并對空間電壓矢量變頻技術(SVPWM)作詳細分析,講述正六邊形磁鏈圓和近似圓形正多邊形磁鏈圓軌跡的PWM算法思想;然后論述三相

2、異步電機的動態(tài)數(shù)學模型的建立和坐標變換技術的相關理論.從八十年代中期,德國Depenbrock和日本的Takahashi相繼提出了異步電機直接轉矩控制技術的思想起源,文章從直接轉矩控制的原理和方法做了說明,并根據(jù)直接轉矩控制系統(tǒng)的組成作者在MATLAB/Simulink仿真平臺的基礎上,對異步電機直接轉矩控制系統(tǒng)的各模塊:基于物理特性的電機動態(tài)數(shù)學模型,電機轉矩觀測器模型,電機定子磁鏈觀測器模型,定子磁鏈的幅值和在空間的區(qū)間判斷模塊,空

3、間電壓矢量的選擇模塊,轉矩控制器和磁鏈控制器模型、轉速PI調節(jié)器模塊進行分別建模.并用30KW的樣機進行仿真試驗,通過對系統(tǒng)在恒定負載下進行仿真分析,通過設置不同的定子磁鏈容差,得到定子磁鏈容差對轉速的輸出特性、轉矩的輸出特性、定子磁鏈的輸出特性的影響程度;采用相同的方法同過仿真實驗得出轉矩容差、轉速PI調節(jié)器的P、I幾個參數(shù)的改變對交流異步的轉速輸出特性、轉矩輸出特性、定子磁鏈輸出特性的影響,從中得出所建的仿真模型有良好的穩(wěn)態(tài)特性.系

4、統(tǒng)的轉速PI調節(jié)中,參數(shù)P、I的設置尤為重要,它不但影響電機轉速、轉矩的響應時間,還影響其超調量,造成起步時電機抖動;嚴重時使轉速和轉矩發(fā)散.最后采用階躍負載施加在此電機模型上,得到直接轉矩控制系統(tǒng)的動態(tài)轉速輸出特性、轉矩輸出特性、定子磁鏈的動態(tài)輸出特性,從仿真結果可出此系統(tǒng)的動態(tài)特性還比較理想.該控制系統(tǒng)對從事電機控制和電動汽車仿真或電機的選型有重要的工程意義.在總結中說明了此異步電機直接轉矩控制系統(tǒng)還有待進一步深入研究和完善的幾方面