【正文】 ??????CBAiiiNNii232302121123?? （ ） 兩相電動(dòng)機(jī)的相電壓、相電流有效值為三相電動(dòng)機(jī)相電壓、相電流有效值的 3 /2倍，因此兩相電動(dòng)機(jī)沒想功率增加為三相電動(dòng)機(jī)每相功率的 3/2 倍，但相數(shù)由三相變?yōu)閮上?，電?dòng)機(jī)功率不變同時(shí)，可以證明： 3223 ?NN （ ） 代入式子（ ）中可以得到式子（ ）： 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 共 頁 第 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ????????????????????????????????CBAiiiii232302121132?? （ ） 設(shè) 23C 表示從三相靜止坐標(biāo)系變換到兩相靜止坐標(biāo)系的變換矩陣，所以有式子（ ）： ????????????????23230212113223C （ ） 反之如果是兩相靜止坐標(biāo)系向三相靜止左邊系的變換過程稱為 2/3 變換，可以求 32C 的逆矩陣，經(jīng)過計(jì)算可以得到從兩相靜止坐標(biāo)系向三相靜止坐標(biāo)系變換矩陣32C 如式子（ ）所示 : ????????????????????23212321013232C () 這里應(yīng)該指出的是，三相 ABC 坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到兩相 ɑ β 坐標(biāo)系后，雖然相數(shù)減少了，但 ɑ β 坐標(biāo)系中的電流 ai ， bi 仍為交流，與直流電動(dòng)機(jī)相比還有很大的差別，因此仍需繼續(xù)轉(zhuǎn)換。正是通過 ɑβ 坐標(biāo)系到 dq 坐標(biāo)系的變換，最終將三相交流電流變?yōu)閮上嘀绷髁俊? 矢量控制是以電動(dòng)機(jī)在不同坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型為基礎(chǔ)，將原來數(shù)學(xué)模型經(jīng)過一系列矢量變換 (3/2 變換、 2S/2R 變換 )，變換到與同步坐標(biāo)系統(tǒng)等效的正交兩相坐標(biāo)系中，通過對相關(guān)矢量 (電流、磁鏈 )在該坐標(biāo)系統(tǒng)中各分量的獨(dú)立控制，得出此時(shí)的控制指令值，再經(jīng)逆換計(jì)算得到系統(tǒng)控制量 (電流、電壓 ) 在三相坐標(biāo)系中的大小，實(shí)現(xiàn)快速高效的調(diào)速控制。兩相坐標(biāo)系上的等效電機(jī)模型可以看做是一臺他勵(lì)直流電 動(dòng)機(jī)，定子和轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢的空間矢量正交，而且定子電流獨(dú)立于轉(zhuǎn)子永磁磁通。這種控制方法與（ 1）相比，它有更高的功率 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 共 頁 第 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 因數(shù)，使得無刷直流電機(jī)的最大輸出轉(zhuǎn)矩得到了提高，但是這 種控制方式也有存在去磁分量、最大輸出轉(zhuǎn)矩受限等缺點(diǎn)。 （ 6） 最大輸出功率控制 在電機(jī)轉(zhuǎn)速超過最大電磁轉(zhuǎn)矩對應(yīng)的極限轉(zhuǎn)速后，對定子電流矢量的控制轉(zhuǎn)變?yōu)槿醮趴刂?，此時(shí)定子電流矢量沿著電壓極限曲線內(nèi)部取值，對給定轉(zhuǎn)速，存在最大輸出功率點(diǎn)對應(yīng)的定子電流矢量。采用磁場定向控制，令 id=0 可以得到 電磁轉(zhuǎn)矩與交軸電流成線性關(guān)系，只要控制好交軸電流幅值，就可以得到良好的轉(zhuǎn)矩控制性能。若選擇永磁體基波勵(lì)磁磁場與定子正弦波磁動(dòng)勢正交，并獨(dú)立控制定子電流幅值，則此時(shí)的控制方式即為磁場定向的矢量控制。但是在給定轉(zhuǎn)矩變大的時(shí)候，功率因數(shù)下降快。 （ 2） cosφ = 1 控制方法 cosφ =1 控制方法是使電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)恒為 1，即定子電流矢量和電壓矢量方向重合，此時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩存在一個(gè)極 大值。 分析完矢量控制理論后，我們可以了解到，對無刷直流電機(jī)的矢量控制實(shí)際上是對電動(dòng)機(jī)定子電流矢量相位和幅值的控制，當(dāng)永磁體的勵(lì)磁磁鏈和電機(jī)參數(shù)確定后，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩便取決于定子電流空間矢量。系統(tǒng)給定了勵(lì)磁電流和樞電流參考值，經(jīng)過 2r/2s 變換得到兩相靜止坐標(biāo)系上的兩相電流，最后通過 2/3 變換得到三相靜止坐標(biāo)系上 ABC 三相電流的給定值，將這個(gè)信號送給無刷直流電機(jī)，就能得到期望的調(diào)速特性。 圖中， d 軸和 q 軸都 以同步速度 ω r 旋轉(zhuǎn)，而 ɑ 軸和 β 軸是靜止的， d 軸與 ɑ 軸的夾角 θ 隨時(shí)間變化。此時(shí)在這個(gè)坐標(biāo)系中，繞組 d就是前文中提到普通直流電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁繞組，繞組 就是普通直流電動(dòng)機(jī)的電樞繞組。 如圖 (a)所示 為通入電流的無刷直流電機(jī)三相對稱定子繞組 A、 B、 C 產(chǎn)生了合成磁動(dòng)勢 F，合成磁動(dòng)勢在三相坐標(biāo)系中按著 ABC 逆向旋轉(zhuǎn)。矢量變換控制技術(shù)就是利用從靜止坐標(biāo)系到旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的變換，實(shí)現(xiàn)了定子電流的解耦，將定子電流分解為勵(lì)磁分量和轉(zhuǎn)矩分量，從而使永磁無刷直流電機(jī)能像直流電機(jī)那樣分別對磁通和轉(zhuǎn)矩進(jìn)行獨(dú)立控制。坐標(biāo)變換有很多種類，在研究矢量控制時(shí)有 3種坐標(biāo)系，一般稱作靜止三相 ABC 坐標(biāo)系、靜止的兩相α β 坐標(biāo)系和旋轉(zhuǎn)兩相 dq 坐標(biāo)系；將靜止的三相到靜止的兩相變換稱為 3s/2s 變換（ Clarke變換），反之，則成為 2s/3s 變換；將靜止的兩相到旋轉(zhuǎn)的兩相的變換簡稱為 2s/2r變換（ park 變換又稱旋轉(zhuǎn)變換），反之，則稱為 2r/2s 變換。由于電機(jī)繞組是采用 Y 型 接 法 ，所 以 按 照 基 爾 霍 夫 電 流定 律 可 以 得 到0??? cba iii ； 由于三相繞組為星形連接，且沒有中線，所以有： 0??? cba MiMiMi （ ） 綜上所述，再將式（ ）帶入（ ）得無刷直流電機(jī)的電壓方程式（ ）： ??????????????????????????????????????????????????????????????????cbacbacbacbaeeeiiipMLMLMLiiirrruuu000000000000 （ ） （ 2） 轉(zhuǎn)矩方程 電源提供的功率，主要部分通過氣隙轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，其他部分作為損耗功率消 耗在了功 率開關(guān)器件上和電機(jī)的銅耗、鐵耗上。 （ 4）逆變電路中功率開關(guān)管以及續(xù)流二極管都有理想開關(guān)特性。該過程中電流的流經(jīng)的途徑為： E+→ V1 管→ A 相繞組→ C 相繞組→ V2 管→ E。下面以兩相導(dǎo)通三 相星形六狀態(tài)無刷直流電機(jī)為例說明其工作原理。 (2)光電式位置傳感器 光電式位置傳感器由光電耦合開關(guān)和遮光板組成，其中，光電耦合開關(guān)沿圓周均勻分布，并且固定在定子上。轉(zhuǎn)子由永久性磁材按一定偶數(shù)對的極對數(shù)組成，其結(jié)構(gòu)有很多種，常用的有永磁環(huán)直接套在轉(zhuǎn)軸上、在導(dǎo)磁鐵心里嵌上永磁體等。主要介紹課題研究背景及意義，介紹了無刷直流電機(jī)的發(fā)展歷史及現(xiàn)狀，對矢量控制進(jìn)行了簡介。無速度傳感器控制系統(tǒng)的出現(xiàn)，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、模糊控制 理論在電動(dòng)機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，以及大功率交流傳動(dòng)系統(tǒng)中矢量控制方法的成功應(yīng)用，將矢量控制推向新的高度。矢量控制是以永磁同步電動(dòng)機(jī)在不同坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型為 基礎(chǔ)，將原來數(shù)學(xué)模型經(jīng)過一系列矢量變換 (3S/2S 變換、 2S/2R 變換 )，變換到與同步坐標(biāo)系統(tǒng)等效的正交兩相坐標(biāo)系中，通過對相關(guān)矢量 (電流、磁鏈 )在該坐標(biāo)系統(tǒng)中各分量的獨(dú)立控制，得出此時(shí)的控制指令值，再經(jīng)逆變換計(jì)算得到系統(tǒng)控制量 (電流、電壓 ) 在三相坐標(biāo)系中的大小，實(shí)現(xiàn)快速高效的調(diào)速控制。對電機(jī)的控制其實(shí)就是對電機(jī)轉(zhuǎn)矩的控制，無刷直流電機(jī)磁場定向控制通過對交直軸電流分別控制實(shí)現(xiàn)對電機(jī)轉(zhuǎn)矩的間接控制。電機(jī)不采用機(jī)械式換向器和電刷，而是采用由固態(tài)逆變器和轉(zhuǎn)子位置檢測器組成的電子換向器。 1978 年，當(dāng)時(shí)的 M秈 esmaIlIl 公 司 MAC 經(jīng)典無刷直流電動(dòng)機(jī)及其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)問世，電子換相式無刷直流電機(jī)進(jìn)入實(shí)際應(yīng)用階段。 隨著能源危機(jī)和城市交通擁擠的加劇，電動(dòng)車作為國家“十二五規(guī)劃”重點(diǎn)發(fā)展的節(jié)能環(huán)保項(xiàng)目，獲得了廣泛應(yīng)用和發(fā)展。據(jù)調(diào)查，全國幾乎所有城市汽車保有量都在不斷增加，大量的機(jī)動(dòng)車導(dǎo)致中心城區(qū)車流高峰期越演越烈，給城市居民出行帶來嚴(yán)重不便，大 、中型城市這種現(xiàn)象猶為脫出，嚴(yán)重的甚至導(dǎo)致大面積交通堵塞，交通事故頻發(fā)。 關(guān)鍵詞： 電動(dòng)汽車，無刷 直流電機(jī)，矢量控制， SVPWM， Simulink 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 共 頁 第 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ABSTRACT Electric Vehicle has no pollution and it can supply with diversify energy it’ s energy efficient is advantages can solve the problems of global energy crisis increasing and city’ s traffic jam. Electric Vehicle is widely developed and applied which is called as a national ‘ five years plan’ focused on development of energy conservation and environment protection brushless DC motor with electronic mutator which replaces the normal DC motor mechanical switchback unit emerged,and it eliminates a few problems such as mutation sparks,brush wear,a large amount of maintenance,electromagic interference and so on,being the mainstream selection of the Electric Vehicle drive motor selection. The paper adopted the sinusoidal current drive based on space vector pulse with modulation(SVPWM) method was proposed to solve the problems of start shaking ,large torque ripple and loud noise of brushless direct current motor under the control of control system enabled BLDCM with different load operating in the condition of t