电动汽车用永磁同步电动机及传动控制系统研究

我国有着丰富的稀土资源，发展以稀土永磁电机为牵引电机的电动汽车具有得天独厚的优势。本文对电动汽车用永磁同步电动机和驱动控制系统的若干问题做了研究。归纳起来，本文的主要内容包括： 第一部分以提高材料利用率和电机的功率密度为目的，通过优化设计转子结构，开发出一台18.5kW定子外壳水冷式电动汽车用永磁同步电动机。以电动汽车运行过程中受力分析为基础，确定了样机的定额和性能要求。在分析表面式转子结构的PMSM转子磁场基础上，提出了转子结构优化方案，提高了材料利用率和电机的功率密度。通过对转子极间结构的特殊设计减小了极间漏磁，降低了空载漏磁系数，提高了转子永磁体的利用程度。 第二部分开发了一个基于数字信号处理器TMS320LF2407A的电动汽车用永磁同步电动机直接转矩控制系统。给出了基于TMS320LF2407A的驱动系统的结构，给出了系统与电动汽车中各模块之间的CAN通讯协议设计方案。 第三部分研究了直接转矩控制策略应用于电动汽车用永磁同步电动机需要解决的关键问题。主要包括零电压矢量在PMSM DTC中的作用、电压空间矢量的选择原则、定子磁链的控制方式、系统动态性能的保证、PMSM DTC系统的实现等问题，给出了系统的软件设计方法。从软、硬件设计上采取了措施，提高了定子磁链估算精度，从而提高了系统的低速性能，并进行了低速下的初步实验。