电动汽车用开关磁阻电机驱动系统研究

随着能源危机和环境污染的日益严重，发展电动汽车己成为当今世界各国的研究热点。电机驱动系统是电动汽车最重要核心部件之一，对其关键技术进行研究具有重要意义。电动汽车用驱动电机有很多种，其中开关磁阻电机具有结构简单、成本低、系统效率高、可控参数多、起动电流小、起动转矩大等特点，是极具发展潜力的电动汽车用驱动电机。本文依托安徽省科技计划项目，对纯电动汽车用开关磁阻电机（SR电机）控制系统关键技术进行联合攻关。 首先，在对已有研究成果和大量资料文献的了解下，介绍了当前电动汽车用驱动电机的现况和发展趋势，全面总结了车用开关磁阻电机的发展方向及应用前景，介绍了项目的研究意义和本文的主要研究内容。 其次，从SR电机的电动、制动工作原理入手，建立了SR电机基本方程式和理想线性化模型，分析了SR电机的运行特性。同时，对纯电动汽车用SR电机驱动系统整体方案进行设计，运用基本的汽车理论和电机知识进行了SR电机额定功率、转速等特性参数与传动系的匹配，设计了方便安装的车用SR电机外形。 再者，提出了车用SR电机直接瞬时转矩控制方法，详细介绍了转速和转矩的双闭环控制，并基于MATLAB/SIMULINK建立了SR电机控制系统线性仿真模型，仿真结果表明直接瞬时转矩控制方法能有效的降低车用SR电机转矩脉动，转速跟随响应效果较好。 最后，实现了车用6/4极三相SR电机控制器的设计，采用专用的DSP电机控制芯片，充分利用此芯片资源设计了功率驱动、电流检测和电压检测等电路。进行了车用SR电机控制系统空载运行试验，对SR电机相电流波形和电流值进行测试，在合作单位的协助下，进行了纯电动汽车样车动力性和可靠性试验，SR电机驱动系统能满足纯电动汽车性能要求。对进一步研究和开发电动汽车用SR电机驱动系统具有重要的参考价值。