驱动电动车的多相无刷直流电机控制系统研究

驱动电动车的多相无刷直流电机控制系统研究

论文摘要

与传统的三相电机驱动系统相比,多相电机驱动系统在大功率、高可靠性和低直流电压供电场合中更具优势,因此多相电机成为极具发展潜力的电动车驱动电机之一。本文在系统研究了永磁无刷直流电动机本体及其驱动控制系统的基础上,对多相无刷直流电机进行了进一步的研究,确定了使用多台三相驱动器驱动多相电机的控制策略,并组装了一台九相无刷直流电动机作为试验样机,进行相应的试验,取得了有价值的研究成果。本文首先对永磁无刷直流电机整个系统进行了详细的叙述,通过三相永磁无刷直流电机与九相无刷直流电机的力矩波动进行对比,得出九相无刷直流电机的力矩波动远小于普通三相无刷直流电机结论;然后对多相无刷直流电机的控制策略和换流过程进行了分析;最后设计制作了一套多相无刷直流电机调速控制系统中的一台三相系统,并对其进行了试验和波形分析,试验结果验证了该控制系统的合理性,该系统能实现无刷直流电动机的正常启动和调速运行。此外,本文还对基于SVPWM的永磁电机控制系统进行了仿真,仿真结果表明了控制方法的正确性。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第1章 绪论
  • 1.1 课题背景及意义
  • 1.2 永磁无刷直流电机的特点和应用
  • 1.3 无刷直流电机的国内外研究现状
  • 1.3.1 国内研究状况
  • 1.3.2 国外研究状况
  • 1.4 多相无刷直流电机研究中的几个问题
  • 1.5 本文研究内容
  • 第2章 无刷直流电机的工作原理及多相无刷直流机力矩波动分析
  • 2.1 引言
  • 2.2 永磁无刷直流电机系统概述
  • 2.2.1 电机本体
  • 2.2.2 控制驱动器
  • 2.2.3 位置检测器
  • 2.3 永磁无刷直流电机的运行原理
  • 2.4 多相永磁无刷直流电机转矩脉动的分析
  • 2.4.1 三相无刷直流电机的转矩波动分析
  • 2.4.2 九相无刷直流电机的转矩波动分析
  • 2.5 本章小结
  • 第3章 多相无刷直流电机控制策略研究
  • 3.1 引言
  • 3.2 系统总体设计
  • 3.2.1 无刷直流电机控制策略的选择
  • 3.2.2 PWM控制策略的研究
  • 3.2.3 多相无刷直流电机调速原理分析
  • 3.3 主电路设计与分析
  • 3.4 驱动单元设计分析及驱动模块的选择
  • 3.5 控制回路设计及硬件芯片的选择
  • 3.6 保护电路
  • 3.7 检测电路的设计及位置传感器的研究
  • 3.8 本章小结
  • 第4章 SVPWM控制与直接换向控制的对比
  • 4.1 引言
  • 4.2 SVPWM的基本原理
  • 4.3 永磁同步电机SVPWM控制的仿真
  • 4.3.1 电压空间矢量所在扇区的判断
  • 1、T2'>4.3.2 计算矢量作用时间T1、T2
  • 4.3.3 确定比较器的切换点
  • 4.3.4 Simulink中搭建的控制模型
  • 4.4 SVPWM控制与直接换向控制的对比
  • 4.5 本章小结
  • 第5章 试验结果及分析
  • 5.1 引言
  • 5.2 转子位置检测信号波形
  • 5.3 电动机驱动电压波形分析
  • 5.4 PWM调速波形分析
  • 5.5 启动、制动转速曲线分析
  • 5.6 SVPWM仿真结果
  • 5.7 本章小结
  • 第6章 结论与展望
  • 6.1 结论
  • 6.2 展望
  • 参考文献
  • 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
  • 致谢
  • 附图
  • 相关论文文献

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