电动汽车异步电机驱动系统的在线效率优化控制

对于电动汽车来说,其驱动电机的运行要在一个十分宽的调速范围内保持高效。异步电机以其体积小、维护简单、可靠性高等优点在电动汽车中得到了最为广泛的应用。但是传统的矢量控制中维持磁通恒定的特点使得异步电机在轻载时候的效率大大减小。本文主要研究了电动汽车电驱动系统的在线效率优化控制,来提高异步电机在轻载运行时候的效率。 本论文采用一台鼠笼式异步电机作为控制对象,采用转子磁场定向矢量控制。采用TMS320LF2407a数字信号处理器芯片作为系统的主控芯片,并设计开发了硬件控制电路,参与了部分程序的编写,实现了数字化矢量控制系统。 针对电驱动系统的在线效率优化控制问题,本文主要对其中的两个关键步骤-输入功率检测和磁通搜索方法做了大量研究工作。首先,针对空间矢量PWM控制的逆变器直流侧电压电流的特性进行了分析,并在此基础上设计相应的滤波方法,使得它们的直接乘积可以得到有效的驱动系统输入功率。在忽略逆变器损耗的前提下,本文提出了两种输入功率检测的替代方法。其中一种是基于基本的坐标变换,另外一种是基于一个电机参数检测的损耗模型及在线搜索的混合检测方法。对于磁通的搜索方法,本文提出了黄金分割法、单调递减法以及带有事先估计的混合模型法。 本文仿真研究了异步电机驱动系统的输入功率在整个磁通范围内的变化情况。在此基础上总结了效率优化效果随电机具体工况变化而变化的基本规律。对三种磁通搜索方法均进行了仿真研究。并在试验中采用单调递减方法实现了异步电机驱动系统输入功率的在线优化。验证了本文提出的功率检测方法和磁通搜索方法是正确和可行的。