基于过调制的车用IPMSM宽调速范围控制策略研究

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电动汽车驱动电机控制方法是电动汽车性能的关键影响因素。内置式永磁同步电机具有输出转矩大、功率密度高等特点,是电动汽车驱动电机主要类型之一。如何拓宽该类型电机的调速范围,是车用电机控制研究领域的热点问题。本文针对车用内置式永磁同步电机的弱磁控制和过调制策略问题开展研究工作。首先,对弱磁控制的国内外的发展现状进行研究,将历代的弱磁控制方法进行罗列,并分析各个方法的优缺点以及专家学者对其进行的改进方法,总结其工作原理和改进措施,引出过调制在宽调速范围控制中的作用,并对能提高直流母线电压利用率的过调制技术的国内外发展现状进行分析,总结当前过调制策略的几种方法。其次,为了实现车用内置式永磁同步电动机过调制控制技术,建立了该类型电机的解析模型。结合电机矢量控制方法,研究了最大转矩电流比控制方法和弱磁控制方法,并且研究了过调制策略在空间矢量脉宽调制技术中的应用。然后,为了解决传统的负d轴电流补偿法中电流波形畸变较大、转矩和电流曲线波动较大等问题,研究了基于电压差反馈的负d轴电流补偿法弱磁控制策略。通过MATLAB/simulink仿真软件,对所提出控制方法下电机转速、电流、转矩特性进行了校验。最后,针对传统过调制策略需要计算复杂的保持角和参考角等问题,研究了统一过调制策略的简化方法。针对弱磁控制当中电压的修正存在误差的问题,研究了基于电压增益补偿的过调制策略。通过MATLAB/simulink仿真软件,对所提出控制方法下电机相电压、占空比、转速特性进行了校验。
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