电动汽车试验台电机驱动及控制系统技术研究

论文摘要

随着汽车保有量的不断增加,环境污染和石油资源的匮乏日益明显。电动汽车因其具有绿色环保和能源利用率高等优点,引起了世界各国的广泛关注。电动机驱动及控制技术是制约电动汽车发展的关键技术之一,因而研究电动汽车电机驱动及控制系统具有重要的意义。而电动汽车电动机及控制系统试验台则提供了一个解决上述关键技术的研究平台。本论文研究了电动机的选型和直流电动机的特性分析,并在此基础上建立了电动机控制系统的数学模型,对此模型进行了特性分析,证明该模型是稳态可控的,并确定了试验台电机电流闭环控制策略。试验台采用西门子6RA7085-6DV62调速系统,本论文研究了此系统的结构和工作原理,包括功率变换器的结构和工作原理、电枢回路中的调节回路以及输入和输出口功能,并给出了PI控制算法、控制器主程序以及中断程序的程序框图。当驾驶员松开油门踏板需要刹车减速时就进入了制动能量回收过程。本论文研究了制动能量回收系统的组成和工作原理,提出了两种制动能量回收的控制方式。研究了电动汽车电动机及控制系统试验台的开发设计方案,包括结构设计和控制系统的设计。结合电动汽车试验台和电动汽车电机及控制器试验的相关标准,提出了电机驱动控制系统的台架试验方案。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 电动汽车的研究现状及发展趋势
• 1.1.1 国外电动汽车的发展现状
• 1.1.2 国内电动汽车的发展现状
• 1.1.3 电动汽车的发展趋势
• 1.2 电动汽车的特点和关键技术
• 1.2.1 电动汽车的特点
• 1.2.2 电动汽车的关键技术
• 1.3 电动汽车试验台电机驱动及控制系统的研究
• 1.3.1 电动机及控制系统概述
• 1.3.2 电机驱动及控制系统试验台研究的现状和意义
• 1.4 本论文主要内容
• 第二章 电动机的选型和特性分析
• 2.1 电动汽车用电动机
• 2.1.1 直流电动机
• 2.1.2 交流电动机
• 2.1.3 开关磁阻电动机
• 2.1.4 永磁电动机
• 2.2 本研究选用的电动机及特性分析
• 2.2.1 本研究选用的电动机及其参数
• 2.2.2 直流电动机的特性分析
• 第三章 电动机控制系统研究
• 3.1 电动机控制策略
• 3.1.1 电动机控制系统的数学模型
• 3.1.2 电动机控制系统的特性分析
• 3.1.3 电机驱动控制策略
• 3.2 6RA7085-6DV62 的结构和工作原理
• 3.2.1 6RA7085-6DV62 的结构
• 3.2.2 6RA7085-6DV62 的工作原理
• 3.3 控制系统程序框图设计
• 3.3.1 PI 控制算法的设计
• 3.3.2 控制器主程序设计
• 3.3.3 中断程序设计
• 第四章 制动能量回收系统研究
• 4.1 制动能量回收系统的组成
• 4.2 制动能量回收系统的原理
• 4.2.1 能量回收系统的基本原理
• 4.2.2 制动能量回收的具体过程
• 4.3 再生制动能量回收的控制方式
• 4.3.1 最大再生回馈功率控制
• 4.3.2 最大再生回馈效率控制
• 4.3.3 两种再生制动控制方式的比较
• 4.4 电动汽车制动能量回收系统工作原理
• 4.4.1 电动汽车制动力矩分配
• 4.4.2 制动能量回收/液压制动系统工作原理
• 第五章 电动汽车电动机及控制系统试验台设计研究
• 5.1 试验台结构设计研究
• 5.1.1 电动汽车试验台总体设计方案
• 5.1.2 关键部件的选择及参数的确定
• 5.2 试验台控制系统设计研究
• 5.2.1 试验台控制方案
• 5.2.2 主控台
• 5.2.3 综合控制柜
• 5.2.4 直流调速柜
• 5.3 电动机及其控制系统的试验方案
• 5.3.1 电动机及其控制系统的试验项目和试验组织
• 5.3.2 电动机转矩—转速特性及效率试验
• 5.3.3 馈电试验
• 5.3.4 电动汽车电机控制器可靠性试验
• 5.3.5 动力性的台架模拟试验方法
• 结论与展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文
• 致谢