【摘 要】
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电动汽车异步电机运行效率对整车经济性和续航里程具有重要影响,研究其效率优化问题具有重要意义。基于电动汽车异步电机矢量控制本文从考虑铁损的异步电机建模及铁损电流补
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电动汽车异步电机运行效率对整车经济性和续航里程具有重要影响,研究其效率优化问题具有重要意义。基于电动汽车异步电机矢量控制本文从考虑铁损的异步电机建模及铁损电流补偿、基于损耗模型的效率优化策略、电流控制控制器设计三个方面开展了研究工作。本文首先建立了同步旋转坐标系下考虑铁损的异步电机动态数学模型,基于Matlab/Simulink采用模块化搭建和S-Function两种方法搭建了仿真模型;针对车用异步电机铁损较大的特点,分析了铁损对转子定向矢量控制输出转矩的影响,研究了磁链观测和电流目标值的静态补偿和静态磁链补偿两种补偿策略,对比分析了不同补偿策略的性能,通过仿真验证了补偿方法的准确性。然后,在基于损耗模型的效率优化策略方面,分析了异步电机运行限制条件,确定了异步电机的稳态运行区域;在考虑漏感参数的情况下对损耗模型进行了简化,并确定了全工况效率最优的稳态磁链;在此基础上,为了加快转矩响应提出了不同工况下最优磁链控制模式和外电压闭环弱磁控制模式两种模式共同组成的动态效率最优控制策略,仿真验证了控制策略提高电机运行效率、加快转矩响应速度的有效性。接着,在电流控制器设计方面,推导了考虑铁损的异步电机电压方程,分别基于忽略铁损和考虑铁损的电压方程设计了电流内模控制器;为了提高控制器鲁棒性和稳定性提出了带有线性反馈的电流内模控制器;对比分析和仿真验证了带有线性反馈的内模控制器有效性和强鲁棒性。最后,搭建了异步电机控制器实验样机,利用实验室实验平台对异步电机矢量效率优化控制算法开展了实验研究,验证了矢量控制算法的静动态性能、效率优化策略的优化效果和改进电流内模控制器的解耦性能。
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