車用永磁無(wú)刷直流電機(jī)控制技術(shù)研究.pdf

1、由于能源安全性和節(jié)能環(huán)保等原因，而新能源汽車具有排放低、能量來(lái)源廣泛和能源利用率高等優(yōu)點(diǎn)，我國(guó)將發(fā)展新能源汽車產(chǎn)業(yè)作為基本國(guó)策，要求在“十三五”期間以純電驅(qū)動(dòng)為核心，研發(fā)電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)技術(shù)平臺(tái)和實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)化。電機(jī)及其控制系統(tǒng)作為電動(dòng)汽車的關(guān)鍵零部件，已成為世界各地的研究熱點(diǎn)之一。永磁無(wú)刷直流電機(jī)（Brushless DC motor——BLDCM）生產(chǎn)成本低、工藝簡(jiǎn)單、可靠性高、效率高和動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度快，在電動(dòng)汽車領(lǐng)域中逐漸得到了

2、廣泛的應(yīng)用。本文根據(jù)電動(dòng)汽車的要求和特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了電動(dòng)車用電機(jī)控制系統(tǒng)，研究了其不同的控制方法。
　　首先，本文論述了車用電機(jī)及控制系統(tǒng)的研究和發(fā)展現(xiàn)狀，對(duì)幾種車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)行了比較分析。根據(jù)BLDCM的結(jié)構(gòu)和工作原理，建立了其數(shù)學(xué)模型，闡述了電機(jī)位置檢測(cè)技術(shù)、兩兩導(dǎo)通控制、矢量控制、弱磁控制的基本原理，為電機(jī)控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)以及軟件控制策略的開(kāi)發(fā)提供參考依據(jù)。
　　其次，在硬件設(shè)計(jì)方面，本文闡述了使用Cadence軟件設(shè)計(jì)電

3、機(jī)控制器的控制板硬件電路的過(guò)程。電機(jī)控制器使用32位Infineon汽車級(jí)微處理器作為主控芯片，設(shè)計(jì)了PWM輸出驅(qū)動(dòng)、旋變驅(qū)動(dòng)、電源模塊以及CAN總線通訊等電路;此外，還設(shè)計(jì)了過(guò)流、過(guò)溫、過(guò)壓報(bào)警處理等電路。在軟件設(shè)計(jì)方面，根據(jù)AUTOSAR的軟件架構(gòu)特點(diǎn)，開(kāi)發(fā)了具有保護(hù)功能的軟件控制系統(tǒng)，采用了兩兩導(dǎo)通方法以及矢量控制等控制策略。
　　最后，利用D&V電力測(cè)功機(jī)試驗(yàn)平臺(tái)，搭建了車用BLDCM電機(jī)控制系統(tǒng)試驗(yàn)臺(tái)架，采用VB語(yǔ)言開(kāi)發(fā)

4、了的電機(jī)控制系統(tǒng)控制界面。根據(jù)臺(tái)架試驗(yàn)結(jié)果從電流控制和恒功率條件下對(duì)不同控制方法控制電機(jī)的結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比分析。在電流控制方面，PWM_ON_PWM方式比H_PWM_L_PWM方式有更好的控制效果，而矢量控制比這兩種方法更優(yōu)。相同條件下，恒功率弱磁試驗(yàn)數(shù)據(jù)說(shuō)明了電流超前角和矢量控制方法均能實(shí)現(xiàn)兩倍弱磁，矢量控制弱磁比電流超前角方法弱磁效果更好，轉(zhuǎn)矩更平穩(wěn)，但是輸出轉(zhuǎn)矩略小。臺(tái)架試驗(yàn)也證明了本文設(shè)計(jì)的車用電機(jī)控制系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)對(duì)BLDCM電機(jī)的