【正文】 流向逆變器?；贚YNPOUL穩(wěn)定性理論的PWM整流器控制。 PWM整流器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的研究只要集中在減少功率開(kāi)關(guān)和改進(jìn)直流輸出性上。 自20世紀(jì)90年代以來(lái),PWM整流器一直是學(xué)術(shù)界關(guān)注的和研究的熱點(diǎn)。要想達(dá)到這一目的，必須對(duì)逆變器供電的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提出更高的要求。近幾年來(lái)，智能控制研究比較活躍,并在很多領(lǐng)域得到了推廣和應(yīng)用，典型的如模糊自尋優(yōu)控制、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制和基于專家系統(tǒng)的控制等。 異步電機(jī)采用變頻調(diào)速技術(shù)后，調(diào)速范圍廣，調(diào)速時(shí)因滑差功率不變而附加能量損失，是一種性能優(yōu)良的高效調(diào)速方式，是交流電機(jī)調(diào)速傳動(dòng)發(fā)展的主要方向。歐美不少?gòu)S家的產(chǎn)品也進(jìn)入了中國(guó)市場(chǎng),如美國(guó)AB公司，英國(guó)的CT公司，德國(guó)的Siemens公司，歐洲的ABB公司、AEG公司等。 齒1980年8月東芝公司為日本大同特殊鋼公司星崎鋼廠二重式可軋機(jī)提供的晶閘管交一交變頻器供電的籠型異步電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)投產(chǎn)，額定功率180OkW，在世先采用矢量變換控制原理實(shí)現(xiàn)了大容量交流電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)，揭開(kāi)了大容量、高性能交流傳動(dòng)系統(tǒng)工業(yè)應(yīng)用的序幕。另外,可靠性和價(jià)格也是人們比較關(guān)注的問(wèn)題。 異步電機(jī)矢量控制調(diào)速技術(shù)比較成熟，使得異步電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具有明顯的優(yōu)勢(shì)，因此被較早應(yīng)用于電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，目前仍然是電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的主流產(chǎn)品，但已被其它新型無(wú)刷永磁牽引電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)逐步取代。目前，電動(dòng)汽車上應(yīng)用最廣泛的電源是鉛酸蓄電池，但隨著電動(dòng)汽車技術(shù)的發(fā)展，鉛酸蓄電池由于比能量較低，充電速度較慢，壽命較短，逐漸被其他蓄電池所取代。 從技術(shù)優(yōu)勢(shì)來(lái)看，永磁同步電動(dòng)機(jī)應(yīng)該成為高端電動(dòng)車必用的一個(gè)類型，但事情也沒(méi)有這么絕對(duì)，特斯拉MODEL S使用的則是上面介紹的異步電動(dòng)機(jī)類型，盡管在重量和體積方面，異步電動(dòng)機(jī)并不占優(yōu)勢(shì)，但其轉(zhuǎn)速范圍廣泛以及高達(dá)20000rpm左右的峰值轉(zhuǎn)速即使不匹配二級(jí)差速器也能夠滿足該級(jí)別車型高速巡航的轉(zhuǎn)速需求，至于重量對(duì)續(xù)航里程的影響，高能量密度的18650電池能夠“掩蓋”電機(jī)重量的劣勢(shì)。而上面提到的倒車問(wèn)題，異步電動(dòng)機(jī)也可輕易通過(guò)自身正反轉(zhuǎn)的切換給予滿足。 電池儲(chǔ)存電能，電能是以直流電的方式從電池輸出經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換器傳至電動(dòng)機(jī)。 輪轂式無(wú)齒輪傳動(dòng)有刷直流電動(dòng)機(jī) 為了適應(yīng)輪轂結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)化電機(jī)，將有刷電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)成電樞放在外邊做轉(zhuǎn)子，磁鋼放在電機(jī)之內(nèi)做定子，多塊磁鋼配多個(gè)繞組，組成轉(zhuǎn)速為180r/min左右的低速電機(jī)。盤(pán)形電樞是高速轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)子。無(wú)刷直流電機(jī)的外轉(zhuǎn)子由7~20對(duì)或更多的n、s極互相交替的釹鐵硼磁鋼強(qiáng)度的磁場(chǎng)強(qiáng)度高，相對(duì)價(jià)格也較低。它們更大的區(qū)別在控制器，有功率換向電路為電樞的每個(gè)相提供電流，有霍耳信號(hào)譯碼和編碼，以根據(jù)檢測(cè)到磁鋼n極位置，確定供電相位或方向。（請(qǐng)?jiān)谝陨舷鄳?yīng)方框內(nèi)打“√”）學(xué)位論文作者簽名： 日期： 年 月 日導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日V摘要電動(dòng)機(jī)汽車交流調(diào)速仿真研究摘要：本文介紹了MATLAB R2008a作為后臺(tái)仿真工具的異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)仿真設(shè)計(jì)平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，闡述了平臺(tái)軟件的設(shè)計(jì)思想、設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)討論了仿真設(shè)計(jì)平臺(tái)的建模、編程和圖形界面設(shè)計(jì)。學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的研究成果。 首先，基于異步電動(dòng)機(jī)穩(wěn)/動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型分別在MATLAB/SIMULINK中搭建了恒壓頻比控制、矢量控制、直接轉(zhuǎn)矩控制的異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)仿真模型，詳細(xì)介紹了該模型各個(gè)功能模塊的設(shè)計(jì)。簡(jiǎn)樸地講，它具有有刷有齒輪傳動(dòng)電機(jī)的構(gòu)造，卻又有無(wú)刷電機(jī)的原理。釹鐵硼磁鋼的居里點(diǎn)低，但外殼的散熱條件好。電機(jī)的轉(zhuǎn)矩是通過(guò)軸傳遞給第一級(jí)齒輪，經(jīng)齒輪減速帶動(dòng)輪轂外動(dòng)。直流電動(dòng)機(jī)按有刷直流電動(dòng)機(jī)和無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)區(qū)分，有刷直流電動(dòng)機(jī)因維護(hù)不方便被無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)取代，無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)已成為入門(mén)級(jí)電動(dòng)車所使用的最為普遍的一種類型。事實(shí)上，永磁同步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)與上面提到的直流電動(dòng)機(jī)相似，這樣便可具備無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、功率密度大、調(diào)速性能好等特點(diǎn)。此外，異步電機(jī)穩(wěn)定性優(yōu)秀也是特斯拉選擇其的重要原因。： 永磁無(wú)刷直流電機(jī)通過(guò)改變永磁直流電機(jī)的定子和轉(zhuǎn)子的位置，就可以得到永磁無(wú)刷直流電機(jī)。電動(dòng)汽車電機(jī)最大缺點(diǎn)是驅(qū)動(dòng)電路復(fù)雜，成本高；相對(duì)永磁電機(jī)而言，異步電機(jī)效率和功率密度偏低。 本章小結(jié) 本章主要概括了電動(dòng)汽車用電機(jī)的種類，有無(wú)刷有齒輪減速用電機(jī)無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)輪轂式無(wú)齒輪傳動(dòng)有刷直流電動(dòng)機(jī)。15年來(lái),大容量交流傳動(dòng)系統(tǒng)的容量不斷擴(kuò)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(biāo)和擴(kuò)大單機(jī)容量。中、小容量變頻器兒一乎全都采用一極管整流`自關(guān)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。 一變頻調(diào)速控制理論技術(shù)的發(fā)展主要由標(biāo)量控制向高動(dòng)態(tài)性能的矢量控制與直接轉(zhuǎn)矩控制發(fā)展和無(wú)速度傳感器的矢量控制和直接轉(zhuǎn)矩控制方面發(fā)展。 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(shù)也有了快速的飛躍。目前人們根據(jù)變頻器故障檢測(cè)與診斷方法的分析正致力于研究具有容錯(cuò)設(shè)計(jì)的變頻器，將容錯(cuò)技術(shù)應(yīng)用到變頻器內(nèi)部的功率器件中，對(duì)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。隨著研究的深入，基于PWM整流器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及控制的拓展，相關(guān)的應(yīng)用研究也發(fā)展起來(lái)。對(duì)于大功率PWM整流器,其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的研究主要集中在多電平拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、變流器組合以及軟開(kāi)關(guān)技術(shù)上。PWM整流器的時(shí)間最優(yōu)控制。 此時(shí),整流器工作在整流狀態(tài)下，使用PWM方式控制交流網(wǎng)側(cè)的電流與電網(wǎng)相電壓同相位,實(shí)現(xiàn)單位功率因數(shù)整流。 因此，從實(shí)質(zhì)上來(lái)看，交一直一交電壓型的雙PWM型變頻調(diào)速系統(tǒng)是PWM整流器和變頻調(diào)速技術(shù)的綜合體。(2)交流側(cè)電感當(dāng)三相VSR系統(tǒng)工作在整流狀態(tài)時(shí),能量由網(wǎng)側(cè)流向直流側(cè)電容。同時(shí)濾除直流電壓脈動(dòng)。各橋臂的開(kāi)關(guān)狀態(tài)由下式表達(dá)： SI=01　　(I=a,b,c) （）對(duì)于每個(gè)橋臂,0表示上管關(guān)斷下管開(kāi)通，表示下管關(guān)斷上管開(kāi)通。 圖 ()在通過(guò)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(gè)非零矢量。此外，由于DSP具有快速運(yùn)算能力和數(shù)據(jù)處理能力，完成空間矢量調(diào)制運(yùn)算的時(shí)間非常短，因而SVPWM很容易實(shí)現(xiàn)數(shù)字化,這也為三維空間矢量PWM調(diào)制技術(shù)的實(shí)現(xiàn)奠定了基礎(chǔ)。不同電動(dòng)機(jī)模型彼此等效的原則是: 在不同坐標(biāo)下所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)完全一致。電源為180V時(shí)，變壓調(diào)速的仿真結(jié)果如圖： 仿真結(jié)果（電壓180V）電流在100到100中變化，轉(zhuǎn)數(shù)從0開(kāi)始以直線遞增接近2000轉(zhuǎn)的時(shí)候趨于平緩且不在增加保持水平，轉(zhuǎn)拒先以0到100間的來(lái)回變化且減小最后減小到0。另外，由于本文作者的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)水平有限，文中難免存在著錯(cuò)誤和不足，敬請(qǐng)各位專家和老師批評(píng)指正，本人不勝的激。同時(shí)也使我深深的認(rèn)識(shí)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。 本章對(duì)三相異步電機(jī)在同