電動汽車驅(qū)動控制系統(tǒng)設(shè)計-閱讀頁
2024-08-18 03:23本頁面
【正文】 按正弦分布，忽略空間諧波[3]。電機(jī)繞組等效后的三相異步電動機(jī)的物理模型如圖31所示。通過坐標(biāo)變換的方法，使得變化后的數(shù)學(xué)模型得到簡化。 三相異步電動機(jī)的定子三相繞組和與之等效的兩相異步電動機(jī)定子繞組、 ，各相磁勢矢量的空間位置如圖32所示。2） 兩相兩相旋轉(zhuǎn)變換（2s/2r變換） 從兩相靜止坐標(biāo)系到兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系M, T的變換稱作兩相兩相旋轉(zhuǎn)變換，簡稱2s/2r變換，其中r表示旋轉(zhuǎn)，s表示靜止。 圖33 兩相靜止到兩相旋轉(zhuǎn)變換由圖可知，其變換矩陣為： （313） 三相異步電動機(jī)在兩相坐標(biāo)系上的數(shù)學(xué)模型在前面的坐標(biāo)變換中不難看出其可以將異步電動機(jī)的數(shù)學(xué)模型簡化很多，因此在對異步電動機(jī)分析常將其變換在兩相坐標(biāo)中分析。上述方程是矢量控制中的重要方程。其不但解決了大型電動汽車對高速領(lǐng)域中大轉(zhuǎn)矩的和大范圍內(nèi)恒定輸出功率的運(yùn)轉(zhuǎn)需求，還解決了以前的電動機(jī)體積大的問題。上述等效關(guān)系可如圖34所示。上述方程可以將異步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型繪成圖36的結(jié)構(gòu)形式，如下： 圖36 異步電動機(jī)矢量變換與電流解耦數(shù)學(xué)模型從以上分析可知，要使磁場定向控制具有和直流調(diào)速系統(tǒng)一樣的動態(tài)性能，在調(diào)速過程中保持轉(zhuǎn)子磁鏈恒定是非常重要的。 圖37是一個典型的轉(zhuǎn)速、磁鏈閉環(huán)矢量控制系統(tǒng)，包括速度控制環(huán)和磁鏈控制環(huán)。利用轉(zhuǎn)差公式，形成轉(zhuǎn)差矢量控制系統(tǒng)，利用得到同步角速度，該方案在實(shí)際中也獲得廣泛的應(yīng)用，控制方案如圖38所示： 圖38 間接矢量控制方框圖但該方法更依賴于電機(jī)參數(shù)的準(zhǔn)確檢測，當(dāng)參數(shù)時變或不確定時，系統(tǒng)動態(tài)性能大受影響。 無速度傳感器矢量控制系統(tǒng)無論是直接矢量控制還是間接矢量控制，都具有動態(tài)性能好、調(diào)速范圍寬的優(yōu)點(diǎn)，但動態(tài)性能受電機(jī)參數(shù)變化的影響是其主要的不足之處。因此本章根據(jù)異步電動機(jī)在三相坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型和坐標(biāo)變化理論，分析介紹了異步電動機(jī)的矢量控制原理。 基于電流模型磁鏈估計的控制系統(tǒng)仿真根據(jù)磁鏈估計方法和模型參考自適應(yīng)的轉(zhuǎn)速估計方法，利用MATLAB/Simulink環(huán)境建立了基于電流模型磁鏈估計的無速度傳感器矢量控制系統(tǒng)，仿真電路圖如下所示： 圖41 基于電流模型磁鏈估計無速度傳感器矢量控制系統(tǒng)圖41所示的系統(tǒng)框圖中主要包含有電壓磁鏈估計子系統(tǒng)、電流磁鏈估計子系統(tǒng)、轉(zhuǎn)速估計子系統(tǒng)以及電流滯環(huán)控制子系統(tǒng)等，具體介紹如下。（2）電壓模型 圖43 磁鏈電壓模型（3）基于MARS的轉(zhuǎn)速推算模塊圖44的轉(zhuǎn)速估計子系統(tǒng)分別利用基于電流模型估計的磁鏈和基于電壓模型估計的磁鏈求出偏差，再利用PI積分估計出轉(zhuǎn)子速度。 圖44 轉(zhuǎn)速估計子系統(tǒng)（4） 電流滯環(huán)控制模塊將給定電流與電機(jī)定子電流進(jìn)行比較，將得到的偏差作為滯環(huán)比較器的輸入，通過其輸出來控制功率器件的通斷。由于系統(tǒng)中用于轉(zhuǎn)速估計的電壓模型和電流模型被獨(dú)立出來。（1） 基于電流模型磁鏈估計的仿真 圖46 定參數(shù)時實(shí)際轉(zhuǎn)速和估計轉(zhuǎn)速圖47 變參數(shù)時實(shí)際轉(zhuǎn)速和估計轉(zhuǎn)速 圖48 定參數(shù)時實(shí)際轉(zhuǎn)矩和估計轉(zhuǎn)矩 圖49 變參數(shù)時實(shí)際轉(zhuǎn)矩和估計轉(zhuǎn)矩 圖410 定參數(shù)時的三相定子電流 圖411 定參數(shù)時定子磁鏈 從以上仿真結(jié)果可知，在定參數(shù)時基于電流模型磁鏈估計的無速度傳感器矢量控制系統(tǒng)能很好的完成加載、變速等基本控制功能。（2） 基于電壓模型磁鏈估計的仿真初始給定轉(zhuǎn)速為600r/min，負(fù)載為0；,。因此，電壓型在電動汽車低速控制中有很大的局限性。第5章 結(jié)束語異步電機(jī)由于具有結(jié)構(gòu)接單、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便等特點(diǎn)在現(xiàn)代電動汽車中廣泛被運(yùn)用，隨著電動汽車的不斷發(fā)展和電力電子器件、微處理器等的更新，交流電機(jī)矢量控制技術(shù)也會越來越成熟。由于自己的知識水平和時間有限，對該課題并未深入的學(xué)習(xí)研究，因此在文中難免存在不妥的地方，希望各位老師給予校正。將最大效率控制與快速響應(yīng)控制有機(jī)結(jié)合，克服變頻調(diào)速系統(tǒng)的效率優(yōu)化對動態(tài)響應(yīng)性能的影響，改進(jìn)系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和魯棒性；（3）利用近年來為電動汽車異步電機(jī)矢量控制而出現(xiàn)的專用DSP，設(shè)計系統(tǒng)的硬件和軟件部分，達(dá)到提高控制系統(tǒng)動態(tài)性能的目的。在畢業(yè)設(shè)計中，老師培養(yǎng)了我們分析問題，解決問題的能力，同時在論文設(shè)計和撰寫中給予了我們極大的幫助。最后，感謝天下無數(shù)的父母，正式他們的無私付出，才使得我們完成學(xué)業(yè)。2006(3):2932[17][M].北京理工大學(xué)出版社,北京:199821
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