基于TSPWM的車用感應(yīng)電機(jī)控制系統(tǒng)開發(fā).pdf

1、低速電動(dòng)車作為電動(dòng)汽車的一部分，由于其成本低，短途出行方便，近幾年備受三四線城鎮(zhèn)居民的青睞，市場(chǎng)潛力巨大。驅(qū)動(dòng)電機(jī)是電動(dòng)車的核心部件，其壽命直接影響電動(dòng)車的成本，進(jìn)而成為低速電動(dòng)車生產(chǎn)廠家必須關(guān)切的問題。然而，低速電動(dòng)車所用兩電平逆變器在使用空間矢量脈寬調(diào)制（SVPWM）時(shí)，會(huì)在交流感應(yīng)電機(jī)（ACIM）上形成高頻交變的共模電壓（CMV）。該共模電壓會(huì)形成軸電流，損壞電機(jī)軸承，縮短電機(jī)使用壽命。
　　針對(duì)上述問題，論文首先對(duì)兩電平電

2、壓型逆變器的工作原理與其共模電壓機(jī)理進(jìn)行分析研究，對(duì)矢量控制理論和感應(yīng)電機(jī)的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行分析；其次，介紹抑制共模電壓的三態(tài)脈寬調(diào)制（TSPWM）的基本原理，提出使逆變器開關(guān)損耗最小化的改進(jìn)TSPWM，闡述TSPWM實(shí)現(xiàn)矢量控制的基本方法；然后，在Matlab/Simulink環(huán)境下，建立基于TSPWM的ACIM矢量控制仿真模型，通過仿真驗(yàn)證TSPWM及其優(yōu)化方法應(yīng)用到ACIM矢量控制系統(tǒng)中的正確性和可行性，并采用基于模型設(shè)計(jì)和自動(dòng)代碼生

3、成技術(shù)進(jìn)行上層控制策略開發(fā)。
　　對(duì)英飛凌XMC4200和DAVE3開發(fā)環(huán)境作簡(jiǎn)要介紹，闡述TSPWM與XMC4200結(jié)合產(chǎn)生新型PWM信號(hào)的方法；利用DAVE3可視化編程APP對(duì)ADC、POSIF、MultiCAN通信等模塊進(jìn)行底層驅(qū)動(dòng)開發(fā)，在 DAVE3中完成上層控制策略與底層驅(qū)動(dòng)的集成；對(duì)以XMC4200為核心的電機(jī)控制器的主要電路進(jìn)行設(shè)計(jì)，包括電源電路、JTAG調(diào)試接口電路、晶振電路、復(fù)位電路、磁電式轉(zhuǎn)速傳感器信號(hào)處理電路

4、、相電流采樣電路、溫度與電壓采樣電路和CAN通信電路，并結(jié)合硬件電路開發(fā)對(duì)應(yīng)的信號(hào)處理程序。
　　搭建電渦流測(cè)功機(jī)臺(tái)架實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，進(jìn)行 SVPWM和TSPWM控制下的感應(yīng)電機(jī)共模電壓對(duì)比實(shí)驗(yàn)以及改進(jìn)的TSPWM效果實(shí)驗(yàn)，并給出實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析結(jié)論；對(duì)本文所開發(fā)的交流感應(yīng)電機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行空載和加載試驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：基于TSPWM的車用感應(yīng)電機(jī)控制系統(tǒng)能夠明顯抑制感應(yīng)電機(jī)的共模電壓；低速能夠輸出恒定大扭矩，高速時(shí)能夠以恒功率、高效率持續(xù)