【正文】 此論文所涉及到的研究內(nèi)容有以下三點：（1）通過分析并且比較多種電機及其相應的電機驅(qū)動控制策略的優(yōu)點和缺點，同時考慮電動汽車電機驅(qū)動系統(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驅(qū)動的控制策略。設定轉(zhuǎn)矩為 10 N0]u6[1。m。將定子磁鏈幅值計算值 與定子磁鏈幅值給定值 對比，并s?*s?將得到的比較結(jié)果 ，送入滯環(huán)控制器，當 時，滯環(huán)控制器輸)(*s???? ???出 =0，而當 再次到達閥值 ，且 時，控制器保持不變，輸出值Q??????仍為“0” ，只有當 到達 時，控制器輸出 =1。要是沒有力矩超出電壓開關(guān)信號，則逆變器的各相開關(guān)狀態(tài)按公式 所示；若是有力矩超出電壓開關(guān)信號，則按照公式 狀態(tài)給出開關(guān)變化最少所對應的零電壓信號。 逆變器的開關(guān)狀態(tài)逆變器狀態(tài)編號 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出。交流感應電動機的驅(qū)動特性如下圖 所示，可分為三段，第一段在電動機頻率低于基頻時，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滑差增加到極值，電動機的功率將一直保持為固定功率。 電動汽車電機驅(qū)動系統(tǒng)的選擇通過以上的分析，對以上闡述的四種主要電機驅(qū)動系統(tǒng)進行優(yōu)缺點對比，詳細說明見表 所示。 交流感應電機驅(qū)動系統(tǒng)逆變器和控制器組成了交流感應電機驅(qū)動系統(tǒng)中的驅(qū)動控制器。經(jīng)過我國兩次五年計劃的的飛速發(fā)展，國內(nèi)電動汽車的發(fā)展從零到有，從剛開始的研究開發(fā)階段上升到產(chǎn)業(yè)化階段。十年內(nèi)，我國共有 30 個城市參與電動汽車示范推廣工程，累計推廣電動汽車共計 萬輛，示范推廣運行里程也超過 億多千米。驅(qū)動系統(tǒng)中的逆變器作用是將蓄電池中的直流電轉(zhuǎn)換成交流電動機運行所需的交流電。表 電動汽車電機優(yōu)缺點比較電機類型 優(yōu)點 缺點直流電機 結(jié)構(gòu)簡單，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，當電機為多項繞組電機時，其中磁場的儲能為 ()?Tmi21W?式中： ??。圖中， 的運)(t??動軌跡與電壓空間矢量 位置為平行關(guān)系，并且運動方向和電壓空間矢量的作用方)(tus向相互對應。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，選擇所對應的電壓向量相互切換 [8]。仿真時間設置為 。0。m。（2）對異步電機和逆變器都進行數(shù)學建模，并且在建模的基礎上說明直接轉(zhuǎn)矩控制策略的原理。與此同時，對仿真實驗的結(jié)果加以分析。m。1。設定轉(zhuǎn)矩為 10N 磁鏈位置判斷規(guī)則要想對定子磁鏈進行以上控制，首先需要計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算得出值相互對比，再根據(jù)對比結(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電壓開關(guān)信號 、 、 反相便直接得到電壓狀態(tài)信號 、 、 ，見圖asubc asubcs。逆變器的開關(guān)狀態(tài)編號見表 。（1） 電壓方程 蘭州交通大學本科畢業(yè)設計（論文） 5 ()?????????????????????? cbaCBAcbassscbaCBA piiiR0000Ruu ??其中： ， ， ， ， ， ——轉(zhuǎn)子定子之間相電壓的瞬時值；ABCabuc， ， ， ， ， ——轉(zhuǎn)子定子之間相電流的瞬時值；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，定子阻抗下降，通過提高電壓來補償電源電壓與感應電動勢之間的壓降。而它的缺點就是電機是雙凸結(jié)構(gòu)，就會導致轉(zhuǎn)矩脈動引起的振動以及噪聲太大。由于技術(shù)成熟，控制簡單，它們在許多驅(qū)動系統(tǒng)研發(fā)中都有非常廣泛的應用。 國內(nèi)外電動汽車的發(fā)展及現(xiàn)狀在國內(nèi)，電動汽車從 20 世紀末開始研究。因此，未來五年是我國電動汽車項目發(fā)展的重要時期。電動機的輸入電壓、電流、轉(zhuǎn)速、頻率、波形、磁通、轉(zhuǎn)矩、開關(guān)方式、導通角和關(guān)斷角等都要通過控制器進行控制，才能達到從電能到機械能轉(zhuǎn)換的目的，還要讓控制器對交流感應電機的轉(zhuǎn)矩控制效果達到最優(yōu)。 存在電刷、容易出現(xiàn)電火花、維護不容易、價格昂貴。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 感應電動機的特性曲線 矢量控制矢量控制的基本原理：首先，需要對電機的定子電流矢量進行測量，必要時進行控制，然后按照磁場定向原理控制異步電機的轉(zhuǎn)矩電流，最后達到控制電機轉(zhuǎn)矩的效果。TcbaBAi iii??按照能量守恒的基本原理，當異步電機運行的時候，異步電機的電磁力矩 等于eT電流不變時磁場儲能對角位移 的偏導。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)對于直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)而言，如果需要達到較高的動態(tài)性能，就要對電機的電磁轉(zhuǎn)矩進行最直接控制。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)與電壓開關(guān)矢量選擇表的建立蘭州交通大學本科畢業(yè)設計（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 ，設置滯環(huán)寬度為 m?，而 TQ 由T?判斷，當 m???時， TQ=1，當 mT????時，TQ=1，當 =0 時，TQ=0。仿真結(jié)果如下：蘭州交通大學本科畢業(yè)設計（論文） 17 0 1001020304050時時時s時時時時A時 圖 a 相電流 0 )(Wbs。1]u5[1。仿真時間設置為 。（3）在 MATLAB/Simulink 平臺下，分別對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)進行建模以及仿真，最后通過仿真結(jié)果驗證了異步電機直接轉(zhuǎn)矩控制策略的可行性。蘭州交通大學本科畢業(yè)設計（論文） 24 結(jié) 論從整個國際市場來看，電動汽車很受現(xiàn)代人們的歡迎，電機驅(qū)動部分作為電動汽車的主要研究內(nèi)容，如本論文所述，通過對四種電機的比較，選取異步電動機作為本文電動汽車的驅(qū)動電機研究對象，選用直接轉(zhuǎn)矩控制作為電動汽車電機驅(qū)動控制策略，對直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)仔細說明，并在 MATLAB/Simulink 平臺下進行相應需要的建模。磁鏈容差設為，轉(zhuǎn)矩容差設為 1 N1]u7[1。m。當定子磁鏈處于其他區(qū)時，電壓矢量的選取方式類似 [7]。電磁開關(guān)信號 、 和 構(gòu)成與之相對應的電壓開as?bcs關(guān)信號 、 和 。其它六種組合為有效組合。三相異步電動機的數(shù)學模型有下列四個方程組成，分別為電壓方程、磁鏈方程、轉(zhuǎn)矩方程以及運動方程。 變壓變頻控制變壓變頻控制技術(shù)指的是當頻率低于基頻范圍時，需要運用恒壓恒頻方法進行控制，當頻率位于基頻以上時，利用變頻恒壓方法控制。開關(guān)磁阻電動機基本結(jié)構(gòu)包含位置傳感器，因此即使讓電機一直大轉(zhuǎn)矩工作，也不會產(chǎn)生丟步，這是開關(guān)磁阻電機最大的優(yōu)點。前者有勵磁繞組且磁場可由直流電流控制，而后者沒有勵磁繞組且永磁體的磁場是不可控制的。因此，電動汽車的研究已經(jīng)成為未來汽車研究領(lǐng)域的重中之重。在國外，尤其是以美國、日本、歐洲為代表的眾多發(fā)達國家的科研機構(gòu)、電力公司、車輛公司很早就推出了電動汽車的概念車，并且一些比較先進的電動汽車研發(fā)企業(yè)已經(jīng)進入生產(chǎn)階段。因此，交流感應電機及其驅(qū)動控制器要求逆變器和控制器能夠同時作用、整體設計，使逆變器和控制器能夠完美配合，并且能夠達到一體化和集成化的整體，這樣就可以大