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电机驱动技术是电动车的关键技术,是当今电动汽车工业研究的热点之一。本文是关于电动车电机驱动技术的应用研究,研究中使用的电动机为面贴式三相永磁轮毂同步电机。
首先,根据面贴式三相永磁轮毂同步电动机的结构特点和原理,设计课题中驱动系统的控制策略及控制方法:通过矢量控制实现对电动机的转速和转矩独立控制,采用弱磁控制与id=0控制两种控制策略组合运用的控制策略。矢量控制系统主要由电流、速度及磁极位置三闭环控制构成。还根据电动车的实际情况——动力电池在使用的过程中性能的变化,对驱动系统进行变压变幅调比的调整。
其次,课题还对电机驱动系统的关键部件——逆变器进行研究,设计出合适的逆变器——三相全桥的逆变器。驱动系统是采用转子磁场定向矢量控制,三相电流波形为180°通电的正弦波,因此逆变器的调制方式采取正弦脉宽调制(SPWM)。但正弦脉宽调制(SPWM)技术有直流电压利用率低的缺点,为了提高直流电压利用率,本文提出改良措施:采用三次谐波为三角波注入到SPWM中的调制技术对逆变器进行调制。这样可以有效提高直流电压的利用率,但同时电机的转矩脉动也更为明显。
此外,实际使用中电动车电机驱动系统需要具有稳定可靠的起动性能,本课题提出采用矢量控制方波通电方式的起动方法,提高电动车的起动的可靠能。
最后,通过实验测试了电机驱动系统的性能,包括变压变幅调比性能以及弱磁性能,以验证所设计的驱动系统。