电动车用复合结构永磁同步电机系统的仿真研究

论文摘要

复合结构永磁同步电机混合动力系统是一种新颖的混合动力电动车(HEV)用驱动系统,基于其紧凑的结构和优良的混联式混合动力系统性能,成为HEV领域最有竞争力的理想系统之一。本文针对复合结构永磁同步电机混合动力系统中的核心部分——复合结构永磁同步电机系统进行了以下几个方面的研究。首先,所研究的复合结构永磁同步电机是一种新型电机,为便于分析与控制,分别建立了复合结构永磁同步电机考虑交叉磁耦合和不考虑交叉磁耦合的数学模型。并根据复合结构永磁同步电机的数学模型在MATLAB/SIMULINK中建立复合结构永磁同步电机的仿真模型。其次结合复合结构永磁同步电机的特点和应用背景,提出了复合结构永磁同步电机的控制策略,即定子电机采用速度控制,双转子电机采用转矩控制。介绍了永磁同步电机三种常见矢量控制策略,对各自的特点进行了分析,并在MATLAB/SIMULINK中对复合结构永磁同步电机矢量控制进行仿真,验证矢量控制方案的可行性。接着分析直接转矩控制的基本原理,进行了复合结构永磁同步电机直接转矩控制的MATLAB/SIMULINK仿真,验证了复合结构永磁同步电机采用直接转矩控制方案的可行性。并将复合结构永磁同步电机的矢量控制和直接转矩控制进行比较,确定复合结构永磁同步电机最优控制方案,即定子电机采用矢量控制,双转子电机采用直接转矩控制。最后,用复合结构永磁同步电机系统取代Prius混合动力系统的电动机、发电机和行星齿轮,把复合结构永磁同步电机混合动力系统和Prius混合动力系统相比较,对复合结构永磁同步电机混合动力系统做出综合评价。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景及研究的目的和意义
• 1.2 国内外研究概况
• 1.2.1 混合动力电动汽车的发展概况
• 1.2.2 混合动力电动汽车用永磁同步电机控制技术概况
• 1.3 径向-径向磁通复合结构永磁同步电机系统
• 1.4 本文研究内容
• 第2章 复合结构永磁同步电机的数学模型及建模
• 2.1 引言
• 2.2 复合结构永磁同步电机结构
• 2.3 复合结构永磁同步电机工作原理分析及数学模型建立
• 2.3.1 复合结构永磁同步电机工作原理分析
• 2.3.2 复合结构永磁同步电机数学模型建立
• 2.4 复合结构永磁同步电机MATLAB/SIMULINK 模型的建立
• 2.4.1 定子电机MATLAB/SIMULINK 模型的建立
• 2.4.2 双转子电机MATLAB/SIMULINK 模型的建立
• 2.4.3 复合结构永磁同步电机整体模型的建立
• 2.5 本章小结
• 第3章 复合结构永磁同步电机矢量控制策略研究
• 3.1 永磁同步电机矢量控制策略
• d =0 控制'>3.1.1 i_d =0 控制
• 3.1.2 最大转矩/电流控制
• 3.1.3 弱磁控制
• 3.2 复合结构永磁同步电机矢量控制系统的SIMULINK 仿真
• 3.2.1 复合结构永磁同步电机矢量控制系统各环节仿真建模
• 3.2.2 复合结构永磁同步电机矢量控制系统仿真建模
• 3.2.3 复合结构永磁同步电机系统的仿真结果分析
• 3.3 定子电机（SM）绕组参数的优化
• 3.4 本章小结
• 第4章 复合结构永磁同步电机直接转矩控制策略研究
• 4.1 永磁同步电动机直接转矩控制基本原理
• 4.2 空间电压矢量
• 4.3 永磁同步电机直接转矩控制工作原理
• 4.3.1 空间电压矢量对定子磁链的控制
• 4.3.2 空间电压矢量对转矩的控制
• 4.3.3 磁链滞环控制与转矩滞环控制
• 4.4 复合结构永磁同步电机直接转矩控制系统的SIMULINK 仿真
• 4.4.1 复合结构永磁同步电机直接转矩控制实现
• 4.4.2 复合结构永磁同步电机系统的仿真结果分析
• 4.5 矢量控制和直接转矩控制的比较
• 4.5.1 复合结构永磁同步电机定子电机的比较
• 4.5.2 复合结构永磁同步电机双转子电机的比较
• 4.6 本章小结
• 第5章 复合结构永磁同步电机混合动力系统的仿真与性能分析
• 5.1 引言
• 5.2 仿真软件ADVISOR 介绍
• 5.2.1 ADVISOR 的仿真原理
• 5.3 ADVISOR 二次开发
• 5.3.1 系统建模
• 5.4 系统仿真与性能分析
• 5.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢