永磁无刷直流电动机的新型弱磁扩速方法研究

永磁无刷直流电动机的新型弱磁扩速

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硕士学位论文

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永磁无刷直流电动机的新型弱磁扩速

浙江大学硕士学位论文

摘要

永磁无刷直流电机由于具有结构简单、功率密度高、调速性能好、安全可靠等优点，在航天、机器人、数控机床以及电动汽车等诸多工业领域己得到了广泛应用。

对于电动汽车的驱动系统，一般要求在基速以下恒转矩运行，基速以上恒功率运行。在恒功率运行区，端电压受逆变器容量的限制无法升高，必须设法使反电动势不随转速上升而增大，这就需要通过弱磁控制来提高调速范围。但是由于永磁体励磁不可调节，传统的恒功率弱磁控制方法扩速范围不宽，极大的限制了它在电动车辆驱动中的应用。

本文借鉴了一种新型逆变器拓扑结构（ＤＭＩＣ拓扑），文章先对其弱磁扩速原理进行了理论分析，然后在Ｍａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ环境下建立了该系统的仿真模型，并对该新型逆变器结构的无刷直流电机进行了有限元分析。之后，在搭建的基于ＤＳＰ的实验平台上实现了这种扩速系统。有限元分析结果表明，ＤＭＩＣ拓扑比普通逆变器拓扑的无刷直流电机具有更好的弱磁能力，仿真和实验也表明这种新的方法具有更好的扩速效果。

关键词永磁无刷直流电动机ＤＭＩＣ弱磁扩速仿真有限元

永磁无刷直流电动机的新型弱磁扩速

浙江大学硕士学位论文Ａｂｓｔｒａｃｔ

ＡＢＳＴＲＡＣＴ

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永磁无刷直流电动机的新型弱磁扩速

浙江大学硕士学位论文第一章

第一章绪论

１．１电动车辆驱动电机发展概况

随着燃油内燃机汽车的迅速发展，由此引发的环境问题也逐渐为人们所认识。汽车尾气排放的有害物质是当今大气最大的污染源，已成为全球性的公害之

一。我国已有１０个城市被列入全球大气污染最严重的２０个城市之中，城市的大气污染已不能忽视。另外，随着中国经济的迅猛发展，汽车年产量和拥有量也在迅速增长，这必然增加对石油进口的依赖。因此，发展一种能有效解决环境污染和依赖新能源的新型交通工具已势在必行。

电动汽车是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。由于电力可以从多种一次能源获得，如煤、核能、水力等，从而可以解除人们对石油资源日渐枯竭的担心。电动汽车还可以充分利用晚问用电低谷时富余的电力充电，使发电设备日夜都能充分利用，大大提高其经济效益。研究表明，同样的原油经过粗炼，送至电厂发电，经充入电池，再由电池驱动汽车，其能量利用率比经过精炼变为汽油再经汽油机驱动汽车高，因此有利于节约能源和减少二氧化碳的排量，正是这些优点，使电动汽车的研究和应用成为汽车工业的一个“热点”。

电动汽车是一种安全、经济、清洁的绿色交通工具，不仅在能源、环境方面有其独特的优越性和竞争力，而且能够方便的采用现代控制技术实现其机电一体化的目标，因而具有广阔的发展前景。现有电动车大致可以分为以下几个主要部分：蓄电池、电池管理、充电系统、驱动系统、整车管理系统及车体等。驱动系统为电动车提供动力，负责将电能转化为机械能。目前电动汽车所采用的电驱动系统主要分为有刷直流电动机系统、感应电动机系统、开关磁阻电动机系统、永磁无刷电动机驱动系统等。

下面分别对这几种电气驱动系统进行较为详细的分析和阐述。

１直流驱动系统

直流电动机结构简单，具有优良的电磁转矩控制特性，但普通直流电动机的机械换向结构易产生电火花，不宜在多尘、潮湿、易燃易爆环境中使用，其换向器维护困难，很难向大容量、高速度发展 …… 此处隐藏：10210字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……