电动汽车驱动用永磁同步电动机系统效率优化控制研究

为提高电动汽车续行里程,提出一种电动汽车驱动用永磁同步电动机系统的自适应效率优化控制策略,在电动汽车任何工况下都能够快速找到电机系统最大效率运行点.为提高效率优化的快速性,本策略采用了永磁同步电动机电气损耗数学模型结合模糊逻辑控制及转矩补偿的方法.开发了基于TMS320F240DSP的电动汽车驱动用永磁同步电动机效率优化控制系统.实验结果证明了本策略的有效性.     

基于台架实验的电动车用永磁同步电动机设计分析与实验

为提高电动汽车驱动性能,以电动汽车驱动系统要求为目标,进行永磁同步电动机功率、电枢直径、计算长度和转子结构参数设计,并进行场路结合设计计算.利用以上参数设计了电动汽车用永磁同步电动机样机,进行了驱动电机系统台架试验.实验结果表明,永磁同步电动机低速转矩大、恒功率区宽、温升低,满足电动车的需要.     

低速工况车用永磁同步电动机直接转矩控制研究

永磁同步电动机直接转矩控制具有动态响应快、结构简单的特点,但在低速工况存在磁链和转矩脉动,会导致低速性能差的问题。本文以电动汽车用永磁同步电动机为研究对象,在低速工况下通过对传统直接转矩控制策略进行分析和改进,根据电动汽车驱动系统特性,完成了直接转矩控制算法设计、模型搭建及代码自动生成,最后结合电机测试台架,对永磁同步电动机在低速工况下的控制性能进行测试。实验结果表明改进后的直接转矩控制系统在低速工况下具有良好的启动和调速性能。     

模拟工况下电动汽车驱动系统控制方法研究

电动汽车的动力性能取决于驱动电机的控制性能和方法,为检验在模拟工况下驱动电机的电气性能和简洁可行的控制方法,基于电机性能试验台架,以永磁同步电机为控制对象,构建一个基于电机矢量模型下的模糊PI控制转速电流双闭环系统,并对减速状态下的模拟工况性能进行了仿真实验测试分析。结果表明:所采用的控制方法有效可行,且系统有效的降低驱动电机转矩脉动,提高了转速响应速度与精度。     

电动车用内嵌式永磁同步电动机弱磁调速研究

电动车用内嵌式永磁同步电动机驱动系统在车载电源电压限制下,需要采用弱磁调速控制策略提高电机的转速范围满足电动汽车的行驶要求。通过对指令信号与反馈信号的误差值进行计算,获得电压参考值,并与车载直流电压比较得到变调率,建立电压转速模型,联合变调率判断电动车的运行状态,采用空间矢量脉宽调制(SVPWM)技术产生开关控制信号,进行永磁同步电动机的弱磁调速,实验分析验证了该方法弱磁扩速的可靠性。     

电动车用非对称双盘永磁同步电机全速域驱动控制策略EI北大核心CSCD

针对现有电动汽车存在的高低速区域性能不能兼顾的现状与综合工况效率不高等问题,基于非对称双定子单转子双盘永磁同步电机系统,分析在驱动与弱磁全速域工况下电机效率模型,建立双盘非对称永磁同步电机损耗数学模型,提出基于模拟退火算法的驱动与弱磁全速工况下的转矩协同优化分配策略以拓宽电机综合工况下的高效率区间,提出基于反步控制方法设计转速与电流控制器以提高中低速驱动及高速弱磁下的系统动态特性。通过仿真和实验验证所提方法能够拓宽电驱动系统高效区间、提升系统动态响应与稳态跟踪性能、延长电动车续航里程等特点。     

电动汽车用调速永磁同步电动机分析与设计

根据电动汽车驱动用调速永磁同步电动机的技术要求确定电机的主要尺寸,对内置式转子结构、永磁体尺寸、转子偏心距进行了设计,并根据电动汽车的运行工况确定了电机绕组的连接方式及匝数。建立了电机的二维有限元模型,计算了电机在空载情况下的漏磁系数、反电势及额定输出转矩。最后制作样机进行相关性能的测试,测试结果符合电动汽车设计的技术要求。该文为电动汽车用调速永磁同步电动机的设计提供了相关方法,具有一定的参考意义。     

基于扩张状态观测器的SMPMSM无模型控制

电动汽车永磁同步电动机(PMSM)驱动系统运行在复杂多变的工况条件下,由此引起的电机参数不确定性将直接影响基于经典PI控制的PMSM驱动系统性能。为此,引入基于数据驱动的无模型控制,同时为了简化控制器结构和提升控制精度,创新性地将无模型控制与扩张状态观测器(ESO)设计相结合,首先建立面装式永磁同步电动机(SMPMSM)的超局部模型,再设计SMPMSM交、直轴定子电流的无模型控制器,架构基于ESO的无模型控制的SMPMSM驱动系统。最后,通过系统建模和与基于经典PI控制的SMPMSM驱动系统的仿真对比研究,分析建议的SMPMSM驱动系统的动、静态性能及其抗参数变化的鲁棒性再给出结论。     

国内外动态

稀土永磁直流电动机和混合动力电动汽车电机通过鉴定　　由包头市永磁电机研究所承担并负责完成的“轻便电动车稀土永磁直流电动机、混合动力电动汽车电动机和发电机的研究”通过了由包头市科委主持的鉴定。轻便电动车稀土永磁直流电动机 ,采用盘式外转子结构 ,不带减速器 ,轴固定于车架 ,外转子与车轮联接 ,使用钕铁硼永磁材料 ,以 2 0 0ｒ/ｍｉｎ低速运行 ,符合电动自行车限速 2 0ｋｍ/ｈ的要求 ,具有体积小、重量轻、效率高、可靠性高、寿命长、价格低、控制简单、维护方便等特点 ,是新一代轻便电动车用电机 ,已于 1998取得了专利权。混…     

微型电动汽车用开关磁阻电动机的设计与控制

针对微型电动汽车运行工况和驱动性能要求,设计了一种开关磁阻电动机,通过采用有限元对电机结构进行了设计、分析和优化,并构建了基于开关磁阻电动机的驱动控制系统.在控制策略上采用双闭环调速系统:速度环采用PI控制、电流环采用角位置控制与电流斩波控制相结合的方法,有效减小了电机的转矩脉动.理论建模仿真和样机实验表明,该电机在低压大电流的工作条件下,具有动态性能好、起动转矩大等优点,能满足微型电动汽车频繁起动、加速、爬坡等动力性能要求,在微型电动汽车中具有潜在的应用前景.     

电动汽车永磁同步电机驱动系统的研究

根据电动汽车的性能要求，从永磁同步电机的模型出发，分析了不同磁密分布和电流波形下的电机感应电势和转扭，以及不同控制方式对系统性能的影响，并论述了系统控制的基本原理和系统低速回馈制动的方法，最后给出了计算机仿真和试验结果。     

基于dSPACE的电动汽车电机调速控制策略研究

为了解决电动汽车无刷直流轮毂电机控制中普遍存在的调速不精确、转速响应慢和自适应性较差等问题,通过分析轮毂电机调速系统特性,研究其对电动汽车整车性能的影响。依据无刷直流电机(BLDCM)简化数学模型,从速度调节角度分析讨论了控制策略,并以电机转速响应迅速且稳定为控制目标,搭建了基于d SPACE的BLDCM快速控制原型试验平台,深入讨论了转速模糊PI控制策略对整车性能的影响。试验结果表明,模糊PI闭环控制策略能有效改善电机的调速性能,提高无刷直流轮毂电机电动汽车行驶的稳定性。     

增程式电动车用永磁同步电机弱磁控制仿真研究

考虑到增程式电动车(EREV)电驱动系统的特点和特殊要求,在永磁同步电机数学模型的基础上,研究了永磁同步电机的弱磁控制原理及其控制策略。在基速以下,采用最大转矩/电流控制(MTPA),使电机运行于恒转矩区,以获得最大电磁转矩;当转速增至基速后,则采用弱磁控制策略,以拓宽电机的调速范围,实现高速恒功率运行。在Matlab/Simulink中,基于电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)技术对永磁同步电机弱磁控制系统进行了建模仿真,验证了该弱磁控制算法正确性。     

一种电动汽车用驱动电机系统性能评价方法

根据电动汽车用驱动电机性能特点,从驱动电机系统的电机控制性能、电机本体设计、企业资质能力等不同维度分析,应用层次分析法(AHP)确定驱动电机性能评价指标体系及其指标权重,建立驱动电机性能评价的BP神经网络模型,并采用鸡群优化算法(CSO)对其模型进行优化。仿真实例表明,基于AHP和CSO-BP神经网络的驱动电机系统性能评价方法,具有评价速度快、准确率高等优点,并得到满意的评价结果。这对于电动汽车驱动电机系统的评价、选择与应用,具有较好的工程实用价值。     

基于模糊神经网络的纯电动车永磁同步电机矢量控制

纯电动车控制系统对电机控制性能要求较高。提供了一种基于模糊神经网络的永磁同步电机矢量控制方案。以模糊神经网络控制器作为电流调节器,并在速度环引入模糊控制器,将其输出作为电流环的限幅,达到限速的目的。仿真和试验结果表明:对于电动车运行的复杂情况,该方法具有良好的转矩跟踪和电机限速性能。     

基于Modelica纯电动汽车用永磁同步电机仿真

电动汽车是多领域耦合的复杂物理系统.基于多领域统一建模语言Modelica建模,可实现各系统参数无缝求解与优化.在对电动汽车整车性能仿真分析中,电机驱动系统是电动汽车核心部件,其准确性和实用性占据十分重要位置.采用Modelica语言,基于Dymola平台建立永磁同步电机驱动系统仿真模型,结合电机及驱动系统台架测试实验,对电机驱动系统进行检验和校正.在此基础上,以实验纯电动汽车整车仿真验证模型,仿真结果与台架测试结果接近,验证了其正确性与可行性.     

基于转矩补偿的永磁同步电机自抗扰控制研究

电动汽车永磁同步电动机( PMSM) 驱动系统运行在复杂多变的工况下,存在负载转矩扰动的问题。为减小负载转矩扰动引起的转速脉动,提高电动汽车抗干扰能力,提出了基于转矩前馈补偿的自抗扰控制(ADRC)策略。该控制方法使用自抗扰控制技术设计了速度控制器能实时补偿系统的扰动;并通过设计降维负载观测器来实时观测电机负载转矩变化,并将观测值反馈到电流环中,对负载扰动进行前馈补偿,增加了系统的抗干扰能力,提高了系统的鲁棒性。仿真结果表明,该方法可以增强系统的鲁棒性,提高系统的抗扰动能力。     

电动汽车驱动电机与负载模拟系统建模及 电弧故障仿真研究

电弧故障是引发电动汽车电气火灾的重要原因之一。电动汽车行驶工况复杂,电机及其驱动系统电压高、电流大,且其电弧故障随机性强、隐蔽性高导致真车故障实验难以开展,因此提出一种借助小功率电机与负载系统模拟故障的方法,以便快速开展大量实验,研究电弧故障特性。首先,在电动汽车负载转矩计算和等效缩放的基础上搭建了模拟实验平台,采集三相永磁同步电机线路串联电弧故障电流。其次,运用MATLAB软件构建空间矢量脉宽调制控制的电动汽车驱动电机与负载模拟系统,引入Cassie电弧故障模型并进行改进,对电动汽车三相永磁同步电机线路串联电弧故障展开仿真分析。最后,采用基于平肩宽度占比和小波包分解能量占比的特征提取方法,将仿真数据与实测数据进行比较并定量评价。结果表明,所提出的高斯电弧故障复合模型的相对平均误差最小,仅为7.6%。所构建的仿真系统可有效模拟实际线路的电弧故障,对电动汽车电气火灾的防控具有重要意义。     

定子错位型混合励磁轴向磁通切换电机容错控制策略研究

定子错位型混合励磁轴向磁通切换(twisted-stator hybrid axial field flux-switching,TS-HAFFS)电机,具有轴向尺寸短、转矩密度大、调节范围宽、容错能力强等优点,适用于电动汽车驱动系统。为提高电驱动在系统故障状态下的运行性能,基于一台三相6/10极TS-HAFFS电机,提出一种基于恒定磁动势法的励磁绕组容错控制策略,并分别对电枢绕组容错策略和励磁绕组容错策略下TS-HAFFS电机控制系统进行仿真研究与实验验证。仿真与实验结果表明,单相绕组开路故障时2种方法均可维持电机转速、转矩基本不变,保证系统带故障运行的稳定性。相比于电枢绕组容错策略,采用励磁绕组容错控制的TS-HAFFS电机容错控制系统具有更广泛的应用场景和更好的系统性能,适用于电动汽车调速控制。     

电动汽车用感应电机最小损耗Hamilton控制

针对电动汽车电驱动系统的非线性特点,采用端口受控Hamilton系统理论研究了考虑铁损的电动汽车用感应电动机系统的最小损耗控制问题.首先,根据基于损耗模型的感应电机能量优化控制策略得到系统稳态时的优化结果,然后在这一稳态目标下,利用系统的互联和阻尼配置以及能量成形对考虑铁损的感应电机进行Hamilton控制,最后通过仿真实验,验证了在相同的稳态目标下,采用本文的控制算法可使得电机能量损耗明显降低,同时本文采用的控制策略与基于矢量控制的优化控制策略相比,具有收敛速度快、转速波动小等优点,为高性能要求的电动汽车电驱动系统高效运行提供了新的途径.