【正文】 此論文所涉及到的研究?jī)?nèi)容有以下三點(diǎn)：（1）通過(guò)分析并且比較多種電機(jī)及其相應(yīng)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制策略的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，同時(shí)考慮電動(dòng)汽車(chē)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的特殊要求，選擇直接轉(zhuǎn)矩控制方法作為本文所研究的電機(jī)驅(qū)動(dòng)的控制策略。設(shè)定轉(zhuǎn)矩為 10 N0]u6[1。m。將定子磁鏈幅值計(jì)算值 與定子磁鏈幅值給定值 對(duì)比，并s?*s?將得到的比較結(jié)果 ，送入滯環(huán)控制器，當(dāng) 時(shí)，滯環(huán)控制器輸)(*s???? ???出 =0，而當(dāng) 再次到達(dá)閥值 ，且 時(shí)，控制器保持不變，輸出值Q??????仍為“0” ，只有當(dāng) 到達(dá) 時(shí)，控制器輸出 =1。要是沒(méi)有力矩超出電壓開(kāi)關(guān)信號(hào)，則逆變器的各相開(kāi)關(guān)狀態(tài)按公式 所示；若是有力矩超出電壓開(kāi)關(guān)信號(hào)，則按照公式 狀態(tài)給出開(kāi)關(guān)變化最少所對(duì)應(yīng)的零電壓信號(hào)。 逆變器的開(kāi)關(guān)狀態(tài)逆變器狀態(tài)編號(hào) 工作狀態(tài) 零狀態(tài)1 2 3 4 5 6 7 8（ 、 、aSbc）001 010 011 100 101 110 000 111 異步電機(jī)定子磁鏈和電磁轉(zhuǎn)矩與空間電壓矢量的關(guān)系磁鏈空間矢量與電壓空間矢量之間存在的關(guān)系如下圖 所示。ALBCaLb（3）轉(zhuǎn)矩方程電磁轉(zhuǎn)矩可由能量守恒定律導(dǎo)出。交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)特性如下圖 所示，可分為三段，第一段在電動(dòng)機(jī)頻率低于基頻時(shí)，產(chǎn)生額定轉(zhuǎn)矩，稱為恒轉(zhuǎn)矩區(qū)；在第二段，定子電壓保持恒定時(shí)滑差增加到極值，電動(dòng)機(jī)的功率將一直保持為固定功率。 電動(dòng)汽車(chē)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的選擇通過(guò)以上的分析，對(duì)以上闡述的四種主要電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比，詳細(xì)說(shuō)明見(jiàn)表 所示。 交流感應(yīng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)逆變器和控制器組成了交流感應(yīng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的驅(qū)動(dòng)控制器。經(jīng)過(guò)我國(guó)兩次五年計(jì)劃的的飛速發(fā)展，國(guó)內(nèi)電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展從零到有，從剛開(kāi)始的研究開(kāi)發(fā)階段上升到產(chǎn)業(yè)化階段。十年內(nèi)，我國(guó)共有 30 個(gè)城市參與電動(dòng)汽車(chē)示范推廣工程，累計(jì)推廣電動(dòng)汽車(chē)共計(jì) 萬(wàn)輛，示范推廣運(yùn)行里程也超過(guò) 億多千米。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的逆變器作用是將蓄電池中的直流電轉(zhuǎn)換成交流電動(dòng)機(jī)運(yùn)行所需的交流電。表 電動(dòng)汽車(chē)電機(jī)優(yōu)缺點(diǎn)比較電機(jī)類型 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn)直流電機(jī) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，轉(zhuǎn)矩控制特性優(yōu)良。在高速區(qū)，滑差維持常數(shù)，而定子電流衰減，轉(zhuǎn)矩以速度的平方減少。按照能量轉(zhuǎn)換的基本原理，當(dāng)電機(jī)為多項(xiàng)繞組電機(jī)時(shí)，其中磁場(chǎng)的儲(chǔ)能為 ()?Tmi21W?式中： ??。圖中， 的運(yùn))(t??動(dòng)軌跡與電壓空間矢量 位置為平行關(guān)系，并且運(yùn)動(dòng)方向和電壓空間矢量的作用方)(tus向相互對(duì)應(yīng)。這樣便可以很好地控制產(chǎn)生的六邊形磁鏈。 的取值確定之后，按照Q磁鏈所在的區(qū)間不同，選擇所對(duì)應(yīng)的電壓向量相互切換 [8]。仿真時(shí)間設(shè)置為 。0。m。（2）對(duì)異步電機(jī)和逆變器都進(jìn)行數(shù)學(xué)建模，并且在建模的基礎(chǔ)上說(shuō)明直接轉(zhuǎn)矩控制策略的原理。與此同時(shí)，對(duì)仿真實(shí)驗(yàn)的結(jié)果加以分析。m。1。設(shè)定轉(zhuǎn)矩為 10N 磁鏈位置判斷規(guī)則要想對(duì)定子磁鏈進(jìn)行以上控制，首先需要計(jì)算出定子磁鏈的幅值，接著利用滯環(huán)控制器將磁鏈給定值與計(jì)算得出值相互對(duì)比，再根據(jù)對(duì)比結(jié)果控制電壓向量的切換，其結(jié)構(gòu)如圖 所示。其關(guān)系是：asubcsu=acu = bs?au（）=cs?bu電壓開(kāi)關(guān)信號(hào) 、 、 反相便直接得到電壓狀態(tài)信號(hào) 、 、 ，見(jiàn)圖asubc asubcs。逆變器的開(kāi)關(guān)狀態(tài)編號(hào)見(jiàn)表 。（1） 電壓方程 蘭州交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 ()?????????????????????? cbaCBAcbassscbaCBA piiiR0000Ruu ??其中： ， ， ， ， ， ——轉(zhuǎn)子定子之間相電壓的瞬時(shí)值；ABCabuc， ， ， ， ， ——轉(zhuǎn)子定子之間相電流的瞬時(shí)值；iii， ， ， ， ， ——轉(zhuǎn)子定子繞組的全磁鏈；A?Bab?c（2） 磁鏈方程 ()????????????????? cbaCBAcbcacCcBcAbb caaaaa cbCCBA cBaAAcbaCB iiiLMML?式中： 、 、 、 、 ——定、轉(zhuǎn)子之間的自感；其它元素表示互感。在頻率很低時(shí)，定子阻抗下降，通過(guò)提高電壓來(lái)補(bǔ)償電源電壓與感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)之間的壓降。而它的缺點(diǎn)就是電機(jī)是雙凸結(jié)構(gòu)，就會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)引起的振動(dòng)以及噪聲太大。由于技術(shù)成熟，控制簡(jiǎn)單，它們?cè)谠S多驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)研發(fā)中都有非常廣泛的應(yīng)用。 國(guó)內(nèi)外電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展及現(xiàn)狀在國(guó)內(nèi)，電動(dòng)汽車(chē)從 20 世紀(jì)末開(kāi)始研究。因此，未來(lái)五年是我國(guó)電動(dòng)汽車(chē)項(xiàng)目發(fā)展的重要時(shí)期。電動(dòng)機(jī)的輸入電壓、電流、轉(zhuǎn)速、頻率、波形、磁通、轉(zhuǎn)矩、開(kāi)關(guān)方式、導(dǎo)通角和關(guān)斷角等都要通過(guò)控制器進(jìn)行控制，才能達(dá)到從電能到機(jī)械能轉(zhuǎn)換的目的，還要讓控制器對(duì)交流感應(yīng)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩控制效果達(dá)到最優(yōu)。 存在電刷、容易出現(xiàn)電火花、維護(hù)不容易、價(jià)格昂貴。恒轉(zhuǎn)矩 恒功率 高速轉(zhuǎn)矩定子電流定子電壓滑差轉(zhuǎn)速基速圖 感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的特性曲線 矢量控制矢量控制的基本原理：首先，需要對(duì)電機(jī)的定子電流矢量進(jìn)行測(cè)量，必要時(shí)進(jìn)行控制，然后按照磁場(chǎng)定向原理控制異步電機(jī)的轉(zhuǎn)矩電流，最后達(dá)到控制電機(jī)轉(zhuǎn)矩的效果。TcbaBAi iii??按照能量守恒的基本原理，當(dāng)異步電機(jī)運(yùn)行的時(shí)候，異步電機(jī)的電磁力矩 等于eT電流不變時(shí)磁場(chǎng)儲(chǔ)能對(duì)角位移 的偏導(dǎo)。所以只要定子電阻的壓降 比 足夠小，則這種平行關(guān)系也就可以)(tistus近似。（2）轉(zhuǎn)矩滯環(huán)調(diào)節(jié)對(duì)于直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)而言，如果需要達(dá)到較高的動(dòng)態(tài)性能，就要對(duì)電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩進(jìn)行最直接控制。01???*s?+Q?Q?s?s?? 定子磁鏈的滯環(huán)調(diào)節(jié)器（2）轉(zhuǎn)矩滯環(huán)調(diào)節(jié)與電壓開(kāi)關(guān)矢量選擇表的建立蘭州交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 m2??T+TT QT?01 m?m?? 1TQ? 轉(zhuǎn)矩滯環(huán)調(diào)節(jié)器此處的轉(zhuǎn)矩滯環(huán)調(diào)節(jié)器采用雙滯環(huán)調(diào)節(jié)器，雙滯環(huán)調(diào)節(jié)器的輸入值為 T?，輸出為圖中的 TQ，轉(zhuǎn)矩滯環(huán)調(diào)節(jié)器的工作原理如上圖 ，設(shè)置滯環(huán)寬度為 m?，而 TQ 由T?判斷，當(dāng) m???時(shí)， TQ=1，當(dāng) mT????時(shí)，TQ=1，當(dāng) =0 時(shí)，TQ=0。仿真結(jié)果如下：蘭州交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 0 1001020304050時(shí)時(shí)時(shí)s時(shí)時(shí)時(shí)時(shí)A時(shí) 圖 a 相電流 0 )(Wbs。1]u5[1。仿真時(shí)間設(shè)置為 。（3）在 MATLAB/Simulink 平臺(tái)下，分別對(duì)六邊形磁鏈軌跡直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)和近似圓形磁鏈軌跡直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)進(jìn)行建模以及仿真，最后通過(guò)仿真結(jié)果驗(yàn)證了異步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制策略的可行性。蘭州交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 結(jié) 論從整個(gè)國(guó)際市場(chǎng)來(lái)看，電動(dòng)汽車(chē)很受現(xiàn)代人們的歡迎，電機(jī)驅(qū)動(dòng)部分作為電動(dòng)汽車(chē)的主要研究?jī)?nèi)容，如本論文所述，通過(guò)對(duì)四種電機(jī)的比較，選取異步電動(dòng)機(jī)作為本文電動(dòng)汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)研究對(duì)象，選用直接轉(zhuǎn)矩控制作為電動(dòng)汽車(chē)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制策略，對(duì)直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)仔細(xì)說(shuō)明，并在 MATLAB/Simulink 平臺(tái)下進(jìn)行相應(yīng)需要的建模。磁鏈容差設(shè)為，轉(zhuǎn)矩容差設(shè)為 1 N1]u7[1。m。當(dāng)定子磁鏈處于其他區(qū)時(shí)，電壓矢量的選取方式類似 [7]。電磁開(kāi)關(guān)信號(hào) 、 和 構(gòu)成與之相對(duì)應(yīng)的電壓開(kāi)as?bcs關(guān)信號(hào) 、 和 。其它六種組合為有效組合。三相異步電動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型有下列四個(gè)方程組成，分別為電壓方程、磁鏈方程、轉(zhuǎn)矩方程以及運(yùn)動(dòng)方程。 變壓變頻控制變壓變頻控制技術(shù)指的是當(dāng)頻率低于基頻范圍時(shí)，需要運(yùn)用恒壓恒頻方法進(jìn)行控制，當(dāng)頻率位于基頻以上時(shí)，利用變頻恒壓方法控制。開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)基本結(jié)構(gòu)包含位置傳感器，因此即使讓電機(jī)一直大轉(zhuǎn)矩工作，也不會(huì)產(chǎn)生丟步，這是開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)最大的優(yōu)點(diǎn)。前者有勵(lì)磁繞組且磁場(chǎng)可由直流電流控制，而后者沒(méi)有勵(lì)磁繞組且永磁體的磁場(chǎng)是不可控制的。因此，電動(dòng)汽車(chē)的研究已經(jīng)成為未來(lái)汽車(chē)研究領(lǐng)域的重中之重。在國(guó)外，尤其是以美國(guó)、日本、歐洲為代表的眾多發(fā)達(dá)國(guó)家的科研機(jī)構(gòu)、電力公司、車(chē)輛公司很早就推出了電動(dòng)汽車(chē)的概念車(chē)，并且一些比較先進(jìn)的電動(dòng)汽車(chē)研發(fā)企業(yè)已經(jīng)進(jìn)入生產(chǎn)階段。因此，交流感應(yīng)電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)控制器要求逆變器和控制器能夠同時(shí)作用、整體設(shè)計(jì)，使逆變器和控制器能夠完美配合，并且能夠達(dá)到一體化和集成化的整體，這樣就可以大