輕量型電動車永磁同步電機驅(qū)動系統(tǒng)的研究.pdf

1、永磁同步電機（Permanent Magnet Synchronous Machine，簡稱PMSM）利用永磁體勵磁，其效率與功率密度相較于異步電機優(yōu)勢明顯，且數(shù)學(xué)模型相對簡單，近些年在新能源汽車驅(qū)動電機與伺服領(lǐng)域應(yīng)用較為成功。本課題選用永磁同步電機為研究對象，以驅(qū)動系統(tǒng)的穩(wěn)定運行為研究目標，開展了一系列針對永磁同步電機控制器自適應(yīng)特性的分析與設(shè)計。主要研究內(nèi)容分為以下幾個部分:
　　(1)分別分析了矢量法、矩陣法、螺旋矢量法這三

2、種不同的永磁同步電機建模方法，詳細給出了三種建模方法的推導(dǎo)過程，評估了三種方法的優(yōu)缺點。
　　(2)介紹了基于IEEE標準的堵轉(zhuǎn)頻率響應(yīng)(Stand-Still Frequency Response，簡稱SSFR)測量方法，詳細分析了SSFR的測量原理，并給出測量步驟。對實驗所研究的一臺永磁同步電機完成了直軸與交軸電感測量。
　　(3)提出了一種空間矢量脈寬調(diào)制(Space Vector Pulse Width Modula

3、tion，簡稱SVPWM)占空比信號的快速產(chǎn)生方法，降低了計算復(fù)雜度，提高了系統(tǒng)運行速度，并可降低系統(tǒng)中央處理器成本。基于德州儀器C2000系列F28335芯片驗證了該算法，通過與傳統(tǒng)算法進行比較，證明了該算法的高效性。
　　(4)提出了一種基于轉(zhuǎn)矩閉環(huán)的永磁同步電機轉(zhuǎn)動慣量在線測量方法。首先，通過恒定轉(zhuǎn)矩實驗得到系統(tǒng)摩擦系數(shù)與空載轉(zhuǎn)矩。然后，利用正弦電磁轉(zhuǎn)矩混疊直流偏置電磁轉(zhuǎn)矩的合成轉(zhuǎn)矩激勵獲得系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動慣量參數(shù)。
　　(

4、5)基于經(jīng)典控制理論對一臺永磁同步電機控制器PI參數(shù)進行整定，通過時域與頻域結(jié)合的方法獲得了電機控制器各項參數(shù)。完成了各項測試實驗，并分析了在不同工況下，參數(shù)的自整定過程與其性能評估。
　　(6)基于滑模變結(jié)構(gòu)觀測器，提出了一種變截至頻率與定截至頻率相結(jié)合的位置信號與速度信號觀測方法，分析了速度與位置估測濾波器的不同使用方式及其帶來的性能優(yōu)勢，并進行了實驗驗證。同時，針對一些位置精度要求較高的場所，分析了各種位置傳感器的工程選用方