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永磁型双机械端口电机是一种特殊的机电能量转换装置,它具有两个机械端口和两个电气端口。基于永磁型双机械端口电机的电力无级变速系统是一种新型的混合动力系统,相比于基于行星齿轮的混合动力系统具有结构简单等优势,因此已成为混合动力系统领域的一个研究热点。本文主要研究开发了一种永磁型双机械端口电机数字化控制平台,主要研究内容如下:
对永磁型双机械端口电机的数学模型和控制策略进行了详细描述和分析。首先给出了统一数学模型和非统一磁场方案的特例数学模型;然后根据非统一磁场方案内、外电机几乎无耦合的特点,给出了非统一磁场永磁型双机械端口电机的控制策略;最后根据永磁型双机械端口电机在EVT混合动力系统中的应用特点和需要,给出了非统一磁场永磁型双机械端口电机中内、外电机矢量控制框图。
研究开发了一种永磁型双机械端口电机数字化控制平台。首先介绍了控制系统的构成和主回路拓扑结构,并提出永磁型双机械端口电机数字化控制平台的设计需求。然后对数字化控制平台的硬件设计和软件设计分别进行了详细描述,包括硬件总体原理方案、主要电路的功能和实现原理;软件分层结构设计、面向对象模块化编程思想。同时给出了主程序、PWM周期中断服务程序以及保护程序的流程图。最后介绍了为提高数字化控制平台的抗干扰性能而在原理图和PCB设计过程中采用的电磁兼容设计原则。
最后通过实验对设计开发的永磁型双机械端口电机数字化控制平台的功能和性能进行了验证、考核和测试。实验包括电机台架实验、EVT系统台架实验和EVT系统样车测试,不仅给出了试验系统结构图和EVT混合动力系统结构图,而且给出了主要有代表性的实验与测试结果。实验与测试结果表明,设计开发的数字化控制平台不仅可同时实现对两台永磁同步电机的高性能控制,而且可实现永磁型双机械端口电机的在EVT混合动力系统中的所有工作模式。