電動車用定子雙饋電雙凸極電機及其驅動系統(tǒng)研究.pdf

1、定子雙饋電雙凸極( SDFDS)電機是在雙凸極永磁(DSPM)電機基礎上發(fā)展起來的一種新型電機，由于磁場可調，可方便地實現弱磁運行擴大恒功率運行區(qū)；通過勵磁電流與電樞電流的協調控制，可實現在線效率優(yōu)化。因此，SDFDS電機滿足電動車(EV)對驅動電機的驅動要求。在國家自然科學基金項目“電動車用新型雙凸極電機驅動系統(tǒng)及其智能控制”(50377004)的資助下，本文從控制方法、轉矩脈動分析、恒功率弱磁控制以及效率優(yōu)化等方面對SDFDS電機展

2、開了深入研究，探索了SDFDS電機設計和分析的一般方法，搭建了基于DSP的SDFDS電機數字化驅動控制系統(tǒng)的硬件平臺，并在搭建的試驗平臺上綜合評估了SDFDS電機調速性能。 論文主要研究成果包括以下幾個方面： 1.簡述了EV的研究背景以及驅動控制系統(tǒng)的最新發(fā)展，指出了DSPM電機驅動控制系統(tǒng)的不足，概括了國內SDFDS電機的研究現狀，介紹了論文的主要內容。 2.分析了SDFDS電機的基本工作原理和結構特點，建立了

3、SDFDS電機的數學模型。 3.給出了SDFDS電機初始尺寸的確定方法，推導了SDFDS電機的輸出功率方程，并完成了三相12/8極SDFDS電機的有限元計算，計算了電機的電磁參數，為搭建SDFDS電機驅動系統(tǒng)的仿真模型奠定了基礎。 4.基于具有自學習和自適應能力的單神經元，針對SDFDS電機的非線性、參數間強耦合性的特點，引入了單神經元自適應PID控制算法，介紹了該算法的理論基礎以及參數選擇的原則，并用實驗驗證了該方法的

4、可行性。 5.SDFDS電機的特有結構使得電機轉矩具有較大的脈動，為此，用傅里葉級數近似逼近SDFDS電機感應電勢的基礎上，使朋諧波消去法得到了抑制電機轉矩脈動的理想電流波形，進行了仿真和實驗研究。 6.從理論上推導了SDFDS電機輸出轉矩與相電流、勵磁電流的關系，提出了通過三相電樞繞組電阻電壓間接測量反電勢實現恒功率弱磁控制的方法，并與雙凸極電機提前角度的弱磁控制方法進行了比較，解決了SDFDS電機由于反電勢不規(guī)則難以

5、實現恒功率弱磁控制的難點。 7.建立了SDFDS電機的損耗模型，通過實測數據用最小二乘法辨識SDFDS電機損耗模型中的參數，提出了基于極端學習機的勵磁電流和電樞電流的協調優(yōu)化控制方法，實現了SDFDS電機驅動系統(tǒng)的在線效率優(yōu)化，使電機在全轉速范圍內運行在高效區(qū)。 8.構建了基于DSP的SDFDS電機數字驅動控制系統(tǒng)，設計了軟硬件結合、多層次保護電路，編制了控制系統(tǒng)軟件程序，為SDFDS電機驅動控制系統(tǒng)的實驗驗證奠定了硬件