电动车用PMSM驱动系统研究-电气工程专业论文.docxVIP

Classified Index: TM383 U.D.C: 621.3 Dissertation for the Master Degree in Engineering RESEARCH ON ELECTRIC VEHICLE PMSM DRIVE SYSTEM Candidate： Luo Suhua Supervisor： Prof. Li Tiecai Academic Degree Applied for： Master of Engineering Specialty： Electrical Engineering Affiliation： Dept. of Electrical Engineering Date of Defence： June, 2011 Degree-Conferring-Institution： Harbin Institute of Technology 哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 摘 要 随着社会经济的长期发展和人们收入的持续增加，近年来汽车的普及趋势明 显加快，成为人们普遍接受的一种出行工具。进入二十一世纪以后，经济的高速 发展带来的能源危机受到了社会的空前关注，节能、环保的电动汽车受到了社会 大众的欢迎。电动汽车成为人们研究的热点，电动汽车的核心技术包括车身和底 盘技术、驱动技术和能源技术。 本文研究电动汽车牵引用永磁同步电机（PMSM）驱动控制系统的相关技术， 对电动汽车系统构造和工作机制进行了深入分析；对牵引永磁同步电机的驱动控 制系统进行深入研究，并基于 Infineon 32 单片机实现了电动车用永磁同步电机驱 动控制。 论文首先建立电动汽车动力系统的数学模型，对电动汽车的动力系统进行分 析，得到电动汽车动力方程，对电动汽车的几种典型工况进行分析，得到电动汽 车的能量流；根据整车的性能指标，确定电动汽车牵引 PMSM 的参数，构建驱动 系统；建立 PMSM 的矢量控制模型，针对电动汽车的的工况需求，制定电动车用 PMSM 的控制方案。 其次，深入分析电动汽车牵引用 PMSM 的控制策略——磁场定向控制和弱磁 控制，详细阐述了磁场定向控制的原理和实现方法，对比分析系统参数对控制效 果的影响；在 MATLAB/SIMULINK 软件环境下，搭建 PMSM 驱动系统的模型， 对两种控制策略进行仿真分析，验证所采用的控制策略的有效性。 最后，搭建基于 TC1166 的实验平台，设计实验平台的硬件电路；完成基于通 用定时器阵列模块的三相 SVPWM 算法；设计了电动汽车牵引 PMSM 驱动系统软 件的中断时序和软件流程，设置定时器启动 ADC 转换的触发机制，编写 PMSM 的 控制代码。在所设计的实验平台上进行实验验证。仿真及实验结构验证了本文提 出电动汽车牵引用 PMSM 的控制策略的正确性，能够满足电动车驱动系统技术要 求。 关键词：电动汽车，永磁同步电机，矢量控制，弱磁控制 I - Abstract With the long-term development of social economy and people’s leaving conditions, cars have been generally accepted as the main trafic tools. The energy crisis that brought by economical development has become a public concern, so electric vehicles which are energy-saving and environment-friendly, have become the research focus recent years. The key technologies in electric vehicles(EV) involve in body and chassis technology, drive technology and resource technology. This paper carried out research on the PMSM driving and control system used in EV and analyzed its systematical structure and working mechanism. The author made an intensive research on the PMSM driving and control system, and implemented the drive and control