【正文】 與圖相同。每個傳感器有 3根引線，其中電源線和地線是共用的，合并后變成 5根總引線，與繞組引線從軸孔中引。 輪轂式有齒輪傳動有刷直流電動機 該電機一半是盤形電樞有刷電機，另一半是齒輪減速兼?zhèn)鲃酉到y(tǒng)。繞組編 制好之后，用樹脂加玻璃纖維放進模內熱成型，之后在 5000r/min的轉速下高電動機汽車交流調速系統(tǒng)仿真研究 2 速旋轉，試驗 2分鐘，偏轉、跳動和電樞的強度指標應當合格。氏伺在外轉子上的間隔排列著 10塊磁鋼的定子，在中間的轂板上開有兩個孔，電刷的刷握就設在孔的背側，電刷帶著導線被彈簧從刷握中彈出。直流電動機按有刷直流電動機和無刷直流電動機區(qū)分，有刷直流電動機因維護不方便被無刷直流電動機取代，無刷直流電動機已成為入門級電動車所使用的最為普遍的一種類型。 異步電動機也可被歸納到交流電動機范疇。 永磁同步電動機 事實上，永磁同步電動機的結構與上面提到的直流電動機相似，這樣便可具備無刷直流電動機結構簡單、運行可靠、 功率 密度大、調速性能好等特點。目前的電動車大多只提供一級減速器，所以，電動機的轉速較高，受電動機 驅動方式 、裝配精度以及各個部件間的匹配等因素影響，車輛行駛時電動機發(fā)出的噪音有可能影響到車內乘員的乘坐舒適性。此外，異步電機穩(wěn)定性優(yōu)秀也是 特斯拉 選擇其的重要原因。 電動汽車用電機的發(fā)展和現(xiàn) 狀 電動汽車電機是指以車載電源為動力，電動汽車電機用電機驅動車輪行駛，電動汽車電機符合道路交通、安全法規(guī)各項要求的車輛。 發(fā)展經(jīng)歷： 永磁無刷直流電機通過改變永磁直流電機的定子和轉子的位置，就可以得到永磁無刷直流電機。 永磁無刷同步電機用永磁材料代替?zhèn)鹘y(tǒng)同步電機的勵磁繞組，就能去掉傳統(tǒng)的電刷、滑環(huán)和勵磁繞組的銅損，由于采用正弦交流電及無刷結構 ，又叫永磁無刷交流電機。電動汽車電機最大缺點是驅動電路復雜，成本高；相 對永磁電機而言，異步電機效率和功率密度偏低。人們對電動車的 1 次充電行駛距離和最高時速有一定要求 ,但要求不是很高。 本章小結 本章主要概括了電動汽車用電機的種類，有 無刷有齒輪減速用電機無刷直流電動機輪轂式無齒輪傳動有刷直流電動機。七十年代初，矢量控制技術提出以后，交流電機控制系統(tǒng)的性能不斷得到改善。 15年來 ,大容量交流傳動系統(tǒng)的容量不斷擴大 ,性能不斷提高 ,其發(fā)展方向是多品種、數(shù)字化控制、提高性能指標和擴大單機容量。中、小容量變頻裝置發(fā)展的特點是通用化、系列化和規(guī)?；a(chǎn)。中、小容量 變頻器兒一乎全都采用一極管整流 `自關斷器件逆變的交一直一交電壓型變頻控制方式，輸出正弦波電流。專用集成電路、現(xiàn)場可編程門列陣以及計算機一電路一體化的智能功率模塊器件的應用，使變頻器的體積大大減小。 電機控制方法 一變頻調速控制理論技術的發(fā)展主要由標量控制向高動態(tài)性能的矢量控制 與直接轉矩控制發(fā)展和無速度傳感器的矢量控制和直接轉矩控制方面發(fā)展 。 隨后日本的教授等人也提出了類似的控制理論并取得良好的控制效果 。 隨著高頻化、大容量、綠色化的新型電力電子器件如雨后春 般涌現(xiàn) ,變頻技術電動機汽車交流調速系統(tǒng)仿真研究 8 也有了快速的飛躍。 對于大功 率 PWM 逆變器來說 ,其工作頻率的提高會受開關損耗的限制 ， 因為這類逆變器的工作頻率主要取決于開關損耗 ， 并且開關的過程伴隨電磁干擾。目前人們根據(jù)變頻器故障檢測與診斷方法的分析正致力于研究具有容錯設計的變頻器 ， 將容錯技術應用到變頻器內部的功率器件中 ， 對提高系統(tǒng)可靠性、工業(yè)生產(chǎn)和航空航天事業(yè)具有重要意義 。 1984 年提出了整流器的無功補償器控制策略。隨著研究的深入，基于 PWM 整流器拓撲結構及控制的拓展，相關的應用研究也發(fā) 展起來。其中直接電流控制方式網(wǎng)側電流響應速度較快，控制精度較高，但同時系統(tǒng)成本較高，間接電流控制方式成本較低，但其動態(tài)響應速度較慢，控制效果相對較差。對于大功率 PWM 整流器 ,其拓撲結構的研究主要集中在多電平拓撲結構、變流器組合以及軟開關技術上。 11 PWM 整流器系統(tǒng)控制策略的研究 控制策略是決定 PWM 整流器發(fā)展的關鍵因素 ， PWM 整流器的控制對象是輸入電流和輸出電壓。 PWM 整流器的時間最優(yōu)控制 。 PWM 斬控整流取代了二極管不可控整流或晶閘管相控整流。 此時 ,整流器工作在整流狀態(tài)下 ， 使用 PWM 方式控制交流網(wǎng)側的電流與電網(wǎng)相電壓同相位 ,實現(xiàn)單位功率因數(shù)整流 。 交流電動機的再生能量經(jīng)由逆變器中開關元件和續(xù)流二極管向中間直流環(huán)節(jié)的儲能電容充電 ,使電容器兩端電壓升高 。 因此 ， 從實質上來看 ， 交一直一交電壓型的雙 PWM 型變頻調速系統(tǒng)是 PWM整流器和變頻調速技術的綜合體。其 中交流回路包括交流電壓 u 以及網(wǎng)側電感 L 和網(wǎng)側等效電阻 R。 (2)交流側電感當三相 VSR 系統(tǒng)工作在整流狀態(tài)時 ,能量 由網(wǎng)側流向直流側電容。 (3)功率開關器件系統(tǒng)中可控部分 ， 通過三個橋上下橋臂的導通與關斷 ,實現(xiàn)能量的雙向流動。同時濾除直流電壓脈動。四橋臂三相逆變器的拓撲結構如圖所示 ， 三維空間矢 量 PWM 調制常常采用這種拓撲結構。各橋臂的開關狀態(tài)由下式表達 ： SI=01 (I=a,b,c) （ ） 對于每個橋臂 ,0 表示上管關斷下管開通 ， 表示下管關斷上管開通。 確定了 VREF 后 ,就要從圖 2 所示的 14 個非零電壓矢量中選擇與 VREF 相鄰的3 個矢量。 15 圖 三維空間矢量圖 () 電動機汽車交流調速系統(tǒng)仿真研究 16 三維空間矢量調制算法的實現(xiàn) 在通過上述的分區(qū) ， 在確定了 VRFF 所屬的三棱柱和四面體后 ， 就可以很容易選出與其相鄰的 3 個非零矢量。 （ ） （ ） 以上就是三維空間矢量調制的具體方法。此外 ， 由于 DSP 具有快速運算能力和數(shù)據(jù)處 理 能力 ， 完成空間矢量調制運算的時間非常短 ， 因而 SVPWM 很容易實現(xiàn)數(shù)字化 ,這也為三維空間矢量 PWM 調制技術的實現(xiàn)奠定了基礎。異步電動機數(shù)學模型之所以復雜 ， 關鍵是因為有一個復雜的 6 電感矩陣 , 它體現(xiàn)了影響磁鏈和受磁鏈影響的復雜關系。不同電動機模型彼此等效的原則是 : 在不同坐標下所產(chǎn)生的旋轉磁動勢完全一致。充分體現(xiàn)了在同步旋轉坐標系下建立三相異步電機模型的優(yōu)勢。 23 電源為 180V 時，變壓調速的仿真結果如圖： 仿真結果（電壓 180V） 電流在 100 到 100 中變化，轉數(shù)從 0 開始以直線遞增接近 20xx 轉的時候趨于平緩且不在增加保持水平，轉拒先以 0 到 100 間的來回變化且減小最后減小到 0。 參考文獻 26 參考文獻 [1] 黃靖雄．現(xiàn)代汽車新配置實務 [M]．人民交通出版社， 20xx. [2] 陳新亞 .汽車構造透視圖典 [M]．機械工業(yè)出版社， 20xx. [3] 黃忠霖．控制系統(tǒng) MATLAB 計算及仿真 (第 3 版 ) [M]．國防工業(yè)出版社 ,20xx. [4] 王正林，王勝開，陳國順． MATLAB/Simulink 與控制系統(tǒng)仿真 [M]．北京：電子 工業(yè)出版社， 20xx. [5] 李宜達． 控制系統(tǒng)設計與仿真 [M]． 清華大學出版社 ,20xx. [6] 陳家瑞等 .汽車構造（下冊） [M].人民交通出版社， 20xx. [7] 數(shù)字化手冊編委會 .機械設計手冊軟件版 .化學工業(yè)出版社 ， 20xx. [8] 張寶生，李杰，林明芳 .汽車優(yōu)化設計理論與方法 [M].機械工業(yè)出版社 ， . [9] 詹樟松 ， 楊正軍 ， 劉興春 .汽車優(yōu)化設計及性能仿真系統(tǒng) [J].系統(tǒng)仿真學報 ， 20xx. [10] 胡壽松 .自動控制原理 [M].科學出版社 ， 20xx. [11] 凌躍勝，黃文美， 宋桂英 編著 .電機理論基礎 [M].中國電力出版社 ， 20xx. [12] 周淵深編著 . 交直流調速系統(tǒng)與 MATLAB 仿真 [M].中國電力出版社 ， 20xx. [13] 薛承基 (SeungKi Sul)陳中編著 .基于 MATLAB的電力電子技術和交直流調速系統(tǒng)仿真 [M].清華大學出版社 ， 20xx. [14] 張承慧 ， 崔納新 ， 李珂編著 .交流電機變頻調速及其應用 [M.]機械工業(yè)出版社 ， 20xx. [15] 朱景偉 .編著 .交流電機變頻調速原理 [M].大連海事大學出版社 ， 20xx. [16] 陳中編著 .基于 MATLAB 的電力電子技術和交直流調速系統(tǒng)仿真 [M].清華大學出版社 ， 20xx.致謝 27 致 謝 本論文是在敬愛的老師的悉心指導下完成的，其中滲透了老師的關心和幫助。 另外，由于本文作者的經(jīng)驗和知識水平有限，文中難免存在著錯誤和不足，敬請各位專家和老師批評指正，本人不勝的激。 。同時也使我深深的認識到了自己的不足，看到了自己薄弱的一面，也使我懂得了許多，明白了許多。 經(jīng)過幾個多月的努力，我的畢業(yè)設計終于順利完成，在這個令人充滿興奮和感激的時刻，四年大學求學生活即將結束了，而我又要開始新的征程了。 25 本章小結 本章對三相異步電機在同步旋轉坐標系 SIMULINK 下進行數(shù)學模型和仿真模型的建立 , 并驗證了仿真的有效性?？梢岳迷鰪V矩陣 的方法把 (8)式中的矩陣擴成方陣 ， 求其逆矩陣后再除去增加的一列 ， 即得兩相同步旋轉電流變換到三相靜止電流的電流變換矩陣如下 : () 三相異步電機在 SIMULINK 下的仿真模 型 三相 電壓變壓調速仿真模型 如圖 所示： 21 仿真結果分析 電壓為 2