【摘 要】
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集成起动发电系统(ISG)是将传统汽车中的起动机和发电机二者合而为一,该系统使汽车节油、减排、发动机控制及能源管理等方面都有本质的提升,是国际公认未来汽车部件的必然发
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集成起动发电系统(ISG)是将传统汽车中的起动机和发电机二者合而为一,该系统使汽车节油、减排、发动机控制及能源管理等方面都有本质的提升,是国际公认未来汽车部件的必然发展方向。本论文对42V永磁同步电机ISG系统矢量控制技术进行研究,内容如下:
首先,分析了永磁同步电机ISG基于电压源功率变换器的矢量控制方法。阐述了电机的极限运行条件及弱磁区域,给出了ISG系统在起动及不同区域发电状态下的控制方式,并基于Matlab/Simulink进行了仿真验证。
其次,针对电压源功率变换器的不足,提出将阻抗源功率变换器应用于ISG,并进行了基于阻抗源变换器的矢量控制策略研究。对阻抗源功率变换器的原理分析和性能仿真说明了其在ISG系统中应用的可行性；对上述两种功率变换器在ISG中应用进行了总结比较。
最后,针对有位置传感器电压源变换器矢量控制ISG系统的不足,提出了用霍尔元件代替旋变的准无位置传感器矢量控制方案。阐述了该方案原理并着重进行了起动转矩的理论分析；给出了电压源功率变换器的硬件设计和准无位置传感器矢量控制的软件方案,并进行了实验验证。
论文研究结果表明:与电压源变换器相比,阻抗源变换器具有任意升降输出电压和允许直通状态的突出优点,可解决永磁同步电机高速发电运行时的弱磁稳压控制难题并可避免电压源变换器的直通危险,该变换器在ISG中应用是可行的；采用基于霍尔元件的准无位置传感器矢量控制方案,表贴式永磁同步电机的起动转矩达到其额定转矩的83％以上,可以满足ISG系统的需求。
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