輪式驅動用表貼式永磁同步電機弱磁算法研究.pdf

1、輪式驅動場合的SPMSM運行在恒功率區(qū)域時,需要采用弱磁控制策略對電樞磁場進行合理控制,升高電機轉速,減小轉矩輸出,這對整個電動汽車系統(tǒng)具有十分重要的影響。電機驅動系統(tǒng)動態(tài)響應的好壞取決于弱磁控制模塊對電樞磁場控制的準確度,系統(tǒng)弱磁階段的帶載能力取決于對母線電壓利用率。使用傳統(tǒng)直流側電壓反饋和電流超前角控制的弱磁方法,使系統(tǒng)獲得了很好的魯棒性,但不能抑制弱磁過程的電流波動,不能充分利用母線電壓,應用于表貼式永磁同步電機時更為明顯。

2、>　　本文首先介紹輪式驅動用永磁同步電機的原理并分析了進行弱磁控制時電機各參量之間的關系,為進一步研究具有電流波動抑制和轉矩輸出增大能力的弱磁控制算法提供理論依據。結合直接轉矩控制及SVPWM的特點,采用基于電流的模型來預測定子磁鏈,進而估算預期電壓矢量,進行弱磁控制,本文分析了它的原理及實現方法,在Simulink下進行了仿真研究,仿真結果驗證了算法的有效性。
　　其次,分析了傳統(tǒng)方法下進行弱磁控制時SPMSM存在的問題。由于弱

3、磁階段存在電流波動,針對電流分配不夠準確快速的問題,本文提出了三種具有電流波動抑制功能的弱磁算法,即快速自適應的弱磁算法、基于電壓相角控制的弱磁算法和前饋調節(jié)弱磁算法,詳細分析了其快速準確分配電流的原理及實現方法,仿真分析表明這三種算法可以有效抑制電流波動。
　　再次,由于傳統(tǒng)超前角弱磁控制算法對電流分配較慢,弱磁帶載能力不足,針對母線電壓利用率不高及對電流超前角控制不夠準確的問題,提出了結合過調制算法的改進超前角弱磁算法和基于轉

4、速給定電流超前角的弱磁方法。詳細分析了電流超前角和電機轉速、定子電壓的關系,給出了自調整過調制的實現方法,在Simulink下進行了仿真研究,分析的結果表明這兩種弱磁算法可以有效加快電流分配,增大弱磁階段的帶載能力。
　　最后,設計并建立了以DSP為核心的PMSM驅動系統(tǒng)。硬件部分包括控制電路、功率電路以及旋變位置解碼電路。軟件部分設計了主程序及主中斷程序。在建立的實驗平臺上,對前饋調節(jié)弱磁方法和電壓矢量幅值誤差最小的超前角弱磁方