一、永磁同步电动机变负载运行时的动态效率分析（论文文献综述）
何宗卿[1]（2021）在《改进无迹卡尔曼滤波的无位置传感器永磁同步电机控制》文中认为基于永磁同步电机（Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM）的控制系统目前广泛应用于能源、制造、汽车、航天等领域,但其机械式传感器易受环境和电磁干扰影响导致信号失真,因此应用无传感器技术并提升其辨识精度成为当下的研究热点,本文以无传感器中的无迹卡尔曼滤波（Unscented Kalman Filter,UKF）为对象展开相关改进研究。论文首先总结了相关无传感器技术的优缺点,介绍了PMSM的工作原理和坐标变换,给出了不同坐标系下PMSM的数学模型,建立了基于PMSM的传统矢量控制模型并进行仿真,然后根据UKF相关工作原理与PMSM矢量控制系统结合进行变速、变负载下的仿真,结果表明采用传统UKF的PMSM调速系统存在辨识精度不足和抗扰能力弱的问题。为研究内部噪声矩阵对UKF辨识结果的影响,改变协方差矩阵Q与R对角线元素进行分组实验,其中Q与R矩阵分别为4*4与2*2矩阵。仿真结果表明矩阵R越大则辨识转速的中心越接近给定值,但与实际转速的误差越大。改变矩阵Q前两个参数会影响辨识曲线的收敛结果,越大则结果越接近给定值,第三参数体现整个系统的响应速度,增大会使辨识速度加快,而第四参数仅影响辨识与实际转速误差范围的大小。为了改进传统UKF应用在PMSM调速系统中的性能,首先利用模糊算法对UKF的噪声协方差矩阵的参数进行实时调节,在变工况时能拥有更好的速度跟踪效果,且提升了电机在升速时的辨识精度,同时估计转速与电机转速的误差峰值降低了近10倍。其次根据UKF辨识的电流与转速搭建负载观测器进行前馈控制,将系统的超调由原有的16%削减至3%,系统负载突变时的调整时间由0.05s降低至0.03s,大幅度增进了系统的抗扰能力。最后在RT-LAB半实物平台上进行变速与变负载实验验证,结果表明采用模糊算法改进UKF并引入前馈控制的PMSM调速系统拥有更好动态性能。
李烜[2]（2021）在《车用永磁同步电机考虑转子异步损耗高效率控制研究》文中研究指明为了应对全球温室效应、推动全球绿色生态健康发展的重要目的,发展新能源汽车是我国汽车行业目前面临的机遇与挑战。在新能源汽车身上有一个重要的部件,作为动力输出的根本来源,都离不开驱动电机。而作为驱动电机之一的永磁同步电机（Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM）,它的效率和功率密度高、转动震荡小、动态响应快,因此作为电气设备广泛用于新能源汽车的驱动。另外,作为驱动电机的永磁同步电机研究的深度决定了车用永磁同步电机的性能好坏,也联系到了我国新能源汽车发展产业的一个重要节点,故本文在其传统的永磁同步电机驱动基础上着重研究整个系统效率的性能:（1）针对内置式PMSM,建立其动态模型,分别采用FOC和滑模DTC进行仿真验证。在a-b-c三相坐标系下建立了数学动态模型,通过推导发现其模型非常复杂,因此介绍了坐标空间变换原理。通过坐标变换简化了PMSM的数学模型并得到在d-q轴下PMSM的动态方程,实现简化目的,单一控制简化了PMSM的数学模型。阐述了电压空间矢量调制SVPWM的算法并搭建其仿真模型;最后根据电动汽车控制要求加上PMSM的特点,并以SVPWM为调制针对PMSM控制,设计了传统FOC控制模型和基于滑模DTC控制模型,并进行了简单的仿真实验。（2）然后,提出了一种基于模型搜索法的PMSM最小损耗控制方法。阐述和分析了一种搜索算法-黄金分割算法,设计了搜索最优磁链的模型。阐述了的基于模型搜索法的PMSM最小损耗控制策略实现的原理。最后在给定转矩eT和Nr转速下求解PMSM定子磁链值,利用仿真分别在PMSM的基速以下和基速以上建立PMSM仿真模型验证所提出的控制策略。根据仿真结果图可以看出,在稳态时同一工况下基于模型搜索法的PMSM最小损耗控制策略效率为88.3%,而传统di（28）0控制效率为87.8%,所以提出的控制策略方法比传统di（28）0控制在稳态时有较好的控制性能。（3）分析车用电机工作状态考虑了电机在异步运行时产生的异步损耗,建立了考虑电机异步运行转子涡流损耗的等效电路模型,并推导了其动态方程,提出了一种考虑电机异步运行转子涡流损耗的PMSM最小损耗控制方法。分别在PMSM同步和异步运行下求解电机方程。电机同步运行时,此时损耗模型等价于传统只考虑铁耗的损耗模型,利用最优磁链搜索控制器搜索当前工况下PMSM的最优磁链并计算最优d轴电流;电机异步运行时,基于同步计算得到的值作为异步计算的初值,求解给定转速、转矩下最优d轴电流;根据转差速度判定,在同步-异步之间切换。仿真分析了PMSM在基速以下、基速以上宽转速范围内高效率控制策略,并与基于模型搜索法的PMSM最小损耗控制策略比较分析。根据仿真结果图可以看出,在动态时同一工况下提出的控制策略效率为91.2%,而基于模型搜索法的PMSM最小损耗控制策略效率为89.5%,所以考虑转子异步损耗的PMSM最小损耗控制策略有更好的控制性能。
杨鑫[3]（2021）在《车用永磁同步电机效率优化控制研究》文中研究指明永磁同步电机（Permanent Magnet Synchronous Motors,PMSMs）具有结构简单,运行可靠,质量轻,高效率等优点,在电动汽车等领域得到了广泛应用。由于车用电机驱动系统使用电池供电同时工作在转速和负载条件复杂多变的情况下,因此控制系统除了应当满足动态控制性能外,被控电机的效率也被提出了更高要求。本文以内置式永磁同步电机（Interior Permanent Magnet Synchronous Motors,IPMSM）为对象,研究了适用于宽转速范围的效率优化控制策略,论文主要包含以下内容:（1）首先简述了电动汽车及车用永磁同步电机驱动系统的发展背景,介绍了永磁同步电机矢量控制策略（Field-Oriented Control,FOC）和直接转矩控制（Direct Torque Control,DTC）的优缺点及相关控制技术的发展概况,并给出了当前对永磁同步电机系统进行效率优化控制的一些方法及它们的研究现状。接着介绍了Clarke和Park坐标变换理论并分别在三相静止坐标系A-B-C和两相旋转坐标系d-q下建立了IPMSM的数学模型。简单叙述了三相电压源逆变器控制原理和空间矢量脉宽调制（Space Vector Pulse Width Modulation,SVPWM）的基本理论。最后,介绍了最大转矩电流比（Maximum Torque per Ampere,MTPA）控制策略的基本原理,结合矢量控制理论搭建了仿真模型,并与id=0控制策略进行了对比。（2）研究了内置式永磁同步电机弱磁控制（Flux Weakening,FW）方法。对弱磁控制原理进行了分析,详细讨论了不同区域下定子电流的运行轨迹,给出了恒功率弱磁和最大转矩电压比控制（Maximum Torque per Voltage,MTPV）时电流的计算公式,最后建立了弱磁控制的仿真模型,实现了宽转速范围内的控制。（3）接着介绍了永磁同步电机运行过程中的损耗,建立了内置式永磁同步电机损耗模型,推导了损耗最小化的条件,提出采用数值方法对损耗最小条件进行求解,并在电流和电压极限的限制下,将损耗模型法运用拓展至额定转速以上。随后,搭建了包含铁损的电机仿真模型,并对算法进行了仿真验证。相比于传统的弱磁控制,损耗最小策略计算过程统一,在不同转速区间无需策略切换,且仿真结果表明,该方法可以在全速范围内对电机损耗进行优化,使电机效率更高。（4）最后,考虑动态工况重新推导了损耗最小条件,提出了一种基于动态模型的效率优化策略。并针对损耗模型法依赖模型参数的特点,基于扩展卡尔曼滤波,对铁损支路电流进行观测,实时计算等效铁损电阻并更新损耗模型,无需对铁损电阻进行复杂的参数整定,可以对损耗模型实时修正,提高模型准确度。最后,通过仿真验证本文所提策略的有效性,对动态响应、效率优化能力及磁阻转矩利用分别进行了分析。所提方法可以在动态工况下也进行损耗最小化计算,因此无论动态还是稳态,都可以使得系统效率最优,同时在全速范围内都可以保持快速响应转速和转矩变化的能力,能够满足电驱动系统高效快速的需求。
那少聃[4]（2020）在《基于自抗扰控制的感应电机EPS系统转矩控制研究》文中研究指明电动助力转向（Electric Power Steering,EPS）系统因符合低碳化、轻量化、智能化的汽车发展方向,具有操纵稳定性好、易于模块化设计和安装、支持个性化助力模式等优势,成为现今应用最广泛的转向系统。本文以配备感应电机的EPS系统为研究对象,以实现时变负载下精确的转矩控制,及轻便灵活、操纵感好的转向控制为目标,对感应电机和EPS系统的控制策略开展研究。EPS系统作为力矩伺服系统,要求能够快速准确地响应驾驶员对转向盘的操纵转矩,而感应电机的特殊结构使其无法像直流电机那样,通过简单算法就能实现高性能的转矩控制。因此,本文以定子磁场定向（Stator Field Orientation,SFO）矢量控制为基础,在考虑电机运行效率的同时,就参数辨识、定子磁链观测以及两轴电流调节等方面进行了详细论述,并设计了 EPS系统的基本助力、回正及补偿等控制策略。感应电机矢量控制中,需要利用电机参数对磁链进行估计。本文通过矢量变换得到定子磁场定向的数学模型;考虑定子磁场定向不涉及转子侧时变参数的特点,采用常规离线参数辨识方法,并根据特殊工况（堵转、空载）下,不同参数的离线辨识原理,分析了参数辨识系统的误差引入项;重点分析了因功率开关元件死区时间造成电流畸变而引起的误差,设计了补偿方案并确定了补偿系数,进而由所搭建的感应电机离线参数辨识实验系统得到所选电机的参数范围。为了进一步得到准确的电机参数,文中采用了基于混沌序列的粒子群算法对实验所得参数进行优化,并定义了电流检测值与系统计算值之间的适应度函数;仿真验证了参数优化模型,并得到最终辨识结果。通过电机运行状态实验,对比优化前后辨识结果,从而验证经优化模型辨识得到的电机参数更接近实际值。SFO控制中存在定子磁链和转矩电流的耦合问题,文中针对EPS系统随机负载情况下,常规定子电流解耦补偿算法的不足,提出了基于自抗扰控制器（Active Disturbance Rejection Control,ADRC）的定子磁链闭环解耦控制策略;针对系统扰动变化较大时,线性扩张状态观测器（Linear Extended State Observer,LESO）的观测误差,文中提出了采用并联型扩张观测器对原始观测器的观测误差进行观测并补偿,从而得到改进型ADRC定子磁链解耦控制方案,并通过仿真验证其抗干扰性能、响应性能均优于常规方案。通过对常见磁链观测器的积分饱和及直流偏置情况进行量化分析,考虑EPS系统中电机运行效率优化时需要变磁链控制,文中提出了在传统阈值固定双积分磁链观测器中加入ADRC环节,实现动态磁链的无偏差、无饱和观测。根据EPS系统的工作特点,分析讨论了感应电机效率优化的必要性;采用损耗模型法,建立了与负载转矩和转速有关的定子磁链幅值给定模型;通过整合模型中所涉及的电机参数,并采用带遗忘因子的递推最小二乘法进行估计,避免了对时变参数的在线辨识。文中根据d轴电流稳定性的要求,设计了 ADRC电流调节器;根据q轴电流响应特性的要求,设计了模糊自适应PID电流调节器,并对两轴电流调节器的性能进行了仿真验证。为了实现EPS系统转向轻便灵活,操纵感好,要求有合理的静、动态控制策略。文中分析了汽车转向过程中,系统的转矩特性及扭杆状态,提出了以传感器测量转矩代替转向盘转矩,建立新型助力特性曲线;针对机械回正不足的问题,建立了以转向盘角度和角速度为参考值的回正控制算法;提出了基于TD的转向盘角速度估计方案,并通过仿真对比其抗干扰性能优于传统微分算法。针对负载突变引起的转向性能下降,提出了基于ESO的负载转矩估计方案,并建立了突变负载的转矩补偿控制算法。为了验证本文所提出的感应电机及转向系统的控制算法,设计了感应电机EPS系统的控制器,并根据转向性能测试需求搭建了 EPS系统测试台,验证了 EPS控制器的基本助力控制、回正控制和补偿控制算法。
贾一帆[5]（2020）在《车用双电源开绕组永磁同步电机驱动系统的控制方法研究》文中研究表明1821年,电动机被法拉第发明,比内燃机的发明早了近半个世纪。电动机以高品质的能源形式——电能为能量来源,基于机电能量转化原理,可实现电能与机械能的直接可逆转换,在结构复杂度、稳定性、工作范围、效率、响应速度、振动噪声、维护成本等方面全面领先于内燃机。然而直到今天,在公路车辆的动力源方面,电动机仍无法撼动内燃机的地位;这主要是配套的能量储存装置在能量密度、制造成本、使用寿命、充电速度等方面存在明显短板,使得纯电动汽车在续驶里程、便利性、使用成本等方面无法与燃油车辆抗衡。为解决这一问题,搭载双能量源的电驱动车辆应运而生,在保留电机驱动的同时显着改善了纯电动汽车的“里程焦虑”等负面现象;而双逆变器开绕组电机作为一种新颖的驱动构型,特别适合应用于搭载双能量源的电驱动车辆,且相比传统单逆变器搭配DC/DC变换器的双能量源构型,具有更为精细的电流控制、更高的控制自由度与容错能力;可降低单个能量源的母线电压与功率等级并允许双能量源母线电压实时变化;能适应不同的双逆变器与双能量源类型,通过双逆变器协同控制经由电机绕组通路即实现双能量源的可控功率分配。基于上述优点,开绕组电机驱动系统在双能量源电驱动车辆上具有显着的构型优势与应用前景。但现有控制方法对双逆变器开关损耗关注度不足,无法实现功率分配范围最大化,也无法根据车辆运行工况对驱动系统效率以及功率分配范围进行动态协调。因此,为将开绕组电机驱动系统应用于双能量源电驱动车辆,需按照整车性能对驱动系统在动力性、经济性、动态响应以及功率分配能力等方面的需求进行有针对性的设计与优化,并解决双逆变器协同控制难度较大、逆变器损耗较高、功率分配范围受电机工作点制约、双能量源对功率输出环境的要求存在冲突等问题。为满足车用场合的驱动与能量管理需求,本文基于隔离直流母线供电的双两电平电压型逆变器的拓扑结构,采用内置式开绕组永磁同步驱动电机,以及基于转子磁场定向的矢量控制架构;以电磁转矩控制精度与响应速度、电机有效工作范围、驱动系统效率、双能量源功率分配范围为优化目标;采用自下而上的研究顺序,依次对开绕组永磁同步电机驱动系统的数学模型、电压矢量调制与双逆变器电压矢量分配、电磁转矩与定子电流矢量控制、双能量源的搭配方式与能量管理策略展开研究,提出了相应的控制方法与控制策略;并进行了电机驱动系统动态过程仿真、台架试验以及整车能量管理仿真验证。在研究过程中,形成了以下主要创新点:1、在充分分析双SVPWM控制架构各调制方式组合下电流纹波特性的基础上,制订了双逆变器调制方式组合与切换策略;在电压矢量调制层面充分发挥双逆变器的构型优势,通过对双逆变器零矢量作用位置与合成方式的规划,在获得较低电磁转矩与电流纹波的同时,减少了单位SVPWM控制周期的逆变器桥臂动作次数。2、提出了基于双逆变器电压矢量分配可行域的电压矢量分配策略。明确了双SVPWM架构下电压矢量分配可行域边界的计算方法及其与功率分配的关系,通过基本矢量、饱和矢量、基本方向矢量等特殊电压矢量组合,实现了对电压矢量分配可行域的完全利用,充分发掘了双逆变器功率分配的潜力,尽可能精确执行功率分配指令的同时降低了逆变器器件的开关频率与开关损耗。3、提出了基于最优化理论与斐波那契寻优的电磁转矩控制策略。由电压矢量最小幅值算法提供初始可行点,通过最优化算法分别得到令驱动系统效率最优的SEO算法、令双逆变器功率分配取得上下极限的P1MAX与P1MIN算法,并在三者间进行实时斐波那契寻优;严格控制的计算量使得该策略可以在电机驱动系统控制器中在线实施,在当前电机工作点与功率分配指令的约束下获得驱动系统效率的近似最优解,兼顾了功率分配范围与驱动系统效率方面的需求。4、制定了与开绕组电机驱动系统配套的双能量源搭配方式,提出了基于通用架构的双能量源功率分配策略;通过引入功率分配偏袒系数,可以定量调节功率分配对主副能量源理想输出功率的照顾程度;可应用于不同类型的双能量源组合,在维护主能量源良好功率输出环境并提高其能量转化效率的同时保持副能量源荷电状态的稳定,使电机驱动系统可以长时间稳定运行。研究结果表明,在电机驱动系统原有的矢量控制架构上,通过增加具有功率分配功能的电压矢量分配环节,并对双逆变器调制方式与电压矢量组合进行优化,便可在实现功率精确分配的同时将双逆变器器件开关损耗降到单逆变器的水平,并获得较低的电流与转矩纹波,充分发挥了双逆变器调制的多电平优势;通过对电磁转矩控制算法进行优化,便可在最大化电机有效工作范围的基础上平衡效率与功率分配范围,兼顾了车辆的经济性与能量管理能力。按一定原则搭配双能量源并进行针对性的能量管理,便可在协调主副能量源工作需求的同时维持较高的能量转化效率,使车辆具备长距离稳定行驶能力。
周豪[6]（2020）在《基于分立式SiC MOSFET的新能源汽车电机控制器研究》文中研究指明传统燃油汽车所消耗石油在能源消耗结构中占比过大带来了能源安全、生态环境、气候变化等问题,新能源汽车已成为汽车产业的必然发展趋势。汽车电气化的核心是用电气动力总成取代燃油动力系统,电机控制器是电气动力总成的重要组成部分,决定了整车的动力性能和动力系统的成本。目前,新能源汽车电机控制器普遍采用硅功率器件,由于硅半导体材料本身的限制,依靠硅基功率器件提高新能源汽车电机控制器性能的潜力已十分有限,难以满足当前新能源汽车电机控制器对效率、功率密度和控制精度等性能的要求,迫切需要使用性能更加优异的碳化硅（SiC）功率器件取代硅功率器件进行电机控制器的设计。本文从提升新能源汽车电机控制器综合性能和提高技术应用可行性的角度出发,采用性能优异、成本便宜的SiC MOSFET分立器件,设计了一款200k W级的新能源汽车电机控制器。论文首先分析了新能源汽车电机控制器研究进展,总结了SiC电机控制器在新能源汽车应用中的优势。然后,利用电路仿真研究了分立式SiC在大功率电机控制器应用中的两个关键难题,探索了不同参数对SiC驱动电路和SiC并联均流的影响,设计了一款带快速保护功能的驱动核;在此基础上,根据新能源汽车对效率和功率密度的要求,确定了分立式SiC电机控制器的性能指标,提出了总体结构设计方案,设计了功率电路和控制电路,分析了功率回路的总体损耗,完成了基于SiC分立器件的电机控制器硬件系统设计;开发了基于DSC的永磁同步电机矢量控制算法,设计了基于TI TMS320F28335的模块化软件控制程序;最后,搭建了基于分立式SiC MOSFET的电机控制器试验平台,测试了SiC电机控制器的静态性能,对比分析了SiC和Si电机控制器的输出电流波形、控制器效率、电机控制系统效率以及不同功率下的温升。结果表明,所设计的SiC驱动核驱动效果优异,可有效抑制SiC MOSFET在开关过程中的串扰,短路保护功能快速有效;所设计的分立式SiC器件并联方案具有良好的动静态均流效果;在相同载波频率下输出相同频率的相电流时,SiC电机控制器比Si IGBT电机控制器相电流波形更加平滑,控制精度更高;SiC电机控制器的最大效率达99.3%,控制器效率和电机控制系统效率大于95%的高效区比例比Si IGBT电机控制器提升20%以上;SiC电机控制器工作时的温升更低,工作在峰值功率时散热器水温温升仅9.2℃,而Si IGBT电机控制器工作在峰值功率时,散热器水温温升达25℃。
李健[7]（2020）在《车用永磁同步电机自适应高效率控制研究》文中研究表明永磁同步电机因具有结构简单、质量轻、体积小、噪声低、功率密度大以及控制精度高等优点,而被广泛的应用于新能源汽车中。在节能减排和环境保护的大环境下,电机的效率优化也成了许多学者研究的热点。本文采用矢量控制与损耗模型控制相结合的方法来提高电机的效率;将最小二乘法参数辨识与电机的损耗模型相结合,提出一种基于损耗模型搜索法应用最小二乘法参数辨识效率最优控制策略,使永磁同步电机实现自适应高效率控制。论文内容主要包括以下:（1）首先介绍了永磁同步电机（Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM）的概括和发展现状,总结了永磁同步电机驱动系统矢量控制策略和直接转矩控制策略以及永磁同步电机效率优化常用的几种方案。（2）建立了PMSM两相静止和旋转坐标下的数学模型,研究了SVPWM的原理并搭建了其仿真模型。搭建了PMSM双闭环控制策略,对基于di=0矢量控制策略进行仿真分析。（3）建立了PMSM损耗模型,根据电机稳态方程以及旋转坐标下等效电路,采用解析法推导出使电机损耗最小时的最优定子励磁电流。在此基础上,分别分析了铁损电阻、定子电阻以及磁链对损耗模型的影响程度。通过对电机参数敏感性分析,为基于最小二乘法的损耗模型效率最优控制策略提供了重要的参考。（4）提出了基于损耗模型的搜索法,避免了常规搜索法中造成的电机抖动;针对电机在运行过程中参数变化对电机损耗效率的影响,提出了将递推最小二乘法（Recursive Least Square,RLS）参数辨识与电机的损耗模型相结合的控制策略。该控制策略利用RLS在线辨识出电机参数,实时更新损耗模型,增强电机损耗模型对参数的鲁棒性,从而提高电机控制系统的效率。仿真结果表明本文所提出的基于损耗模型搜索法应用最小二乘法参数辨识效率最优控制策略的正确性及有效性。
曹钊滨[8]（2019）在《高压实心转子自起动永磁同步电动机热导路径规划研究》文中认为高压实心转子自起动永磁同步电动机（High Voltage Solid Rotor Line Start Permanent Magnet Synchronous Motor,HVSRLS-PMSM）兼具工业用感应电动机自起动特性和永磁同步电动机的高效率与高功率因数等特点,同时节省了永磁同步电动机所必须的变频器。用高压实心转子自起动永磁同步电动机替代工业用感应电动机,可有效地提高工业领域电能利用率,节约大量的能源;与永磁同步电动机相比,节约了大量的材料和配套设备,大幅降低了成本。高压实心转子自起动永磁同步电动机需借助实心转子内感应涡流实现自起动,但在稳态运行时,高次谐波磁动势在实心转子内引起的涡流损耗比普通感应电动机大很多,导致电机温度较高,尤其是转子温度较高,若热导路径设计不当,容易引起永磁体高温退磁,严重时会使得电机内绕组绝缘热老化,甚至导致电机烧毁。因此,开展电机内热导路径规划对高压实心转子自起动永磁同步电动机的安全稳定运行具有十分重要的意义。本文以一台315kW、6000V全空冷内外双路通风冷却系统的实心转子永磁同步电动机为对象,建立了内循环单/双路非对称通风冷却系统的等效流体网路模型,研究了电机通风系统内不同位置的流量和流速变化规律,同时确定了电机通风系统的入口流量和出口压力等参数。采用流固耦合法分别建立了电机和冷却器分体的流体-传热耦合计算模型,该方法可有效地提高复杂三维全域流体与传热耦合求解模型的计算精度,同时大大降低了高压实心转子自起动永磁同步电动机通风系统的计算量。电机和冷却器的分体模型中,冷却器的出风口温度与电机的入风口温度无法准确确定。为解决上述问题,提出了双端口风温多重迭代方法,经过电机内磁-热双收敛迭代和电机与冷却器之间内外循环温度迭代,直到满足满足给定的收敛精度。此时,可将分体流体-传热耦合计算模型等效为整体的流体-传热耦合计算模型。此外,该方法充分考虑了电机内温度对各结构件材料导电、导磁、导热等的综合影响。通过样机实验结果与计算结果的对比,验证了该方法的准确性。最后,利用所建立的分体流体-传热耦合计算模型对单/双路非对称通风冷却系统电机的流体场和温度场进行了研究,揭示了单/双路非对称通风冷却系统对电机内空气流速分布、各结构件的温度分布以及热导路径的影响规律。针对双路非对称通风冷却系统电机内定子铁心和定子绕组最高温度过高及轴向温度分布不均匀易造成局部热应力过大的问题,基于双端口风温多重迭代计算方法,提出了多支路多路径热导路径方案,研究了定子径向通风沟支路数对电机内定子铁心和定子绕组最高温度和轴向温差的影响,确定了定子径向通风沟支路的合理值;对比分析了不等间距（US）定子径向通风沟和不等宽度（UW）定子径向通风沟对电机内热导路径的影响。针对实心转子永磁电机内转子温度过高的问题,提出转子表面微循环通风冷却结构,研究了实心起动笼条径向高度对转子表面散热系数及转子最高温度的影响规律。对比研究了实心转子采用不同材料后电机的起动能力、转子涡流损耗分布、各结构件温度分布规律;开展了定子导磁导电合金槽楔结构及材料组分对电机磁场分布和起动性能的影响研究,揭示了定子槽楔电磁特性对电机内转子涡流损耗分布的影响,确定了能有效降低实心转子表面涡流损耗的合理定子槽楔结构与材料组分。针对电机温升较高和轴向温差大等问题,提出了多风道分流供风通风结构,研究了供风风道的分流对电机内定子轴径向分支风道、气隙风道、转子轴径向分支风道内流体场和温度场影响,揭示了分流供风通风结构对电机内热导路径的影响规律,确定了可有效降低电机温升的热导路径方案。研究了转子径向通风沟与定子径向通风沟轴向相对位置对电机内温度分布的综合影响,揭示了转子径向通风沟与定子径向通风沟轴向相对位置对电机内热导路径的影响规律。为了进一步降低转子最高温度,提出了新型转子副槽通风与轴径向通风结构相结合的混合通风冷却系统,建立了新型混合通风冷却系统的三维全域流体-传热耦合计算模型,对带有新型混合冷却系统的电机内空气流动规律及温度分布进行了对比研究,规划了可有效降低的电机定转子最高温度的热导路径。对新型混合冷却系统的高压实心转子自起动永磁电动机开展了实验研究,验证了所规划的热导路径的散热有效性,为高压实心转子自起动永磁电动机冷却系统的设计提供了理论依据。
张梦帆[9]（2019）在《车用永磁同步电机基于最优磁链的高效控制》文中研究说明永磁同步电机因结构简单、质量轻、体积小、功率密度大、效率高等优点,在电动汽车领域得到广泛应用。车用永磁同步电机系统运行时负载变化大、外部环境干扰多、系统参数时变等因素,影响了永磁同步电机的运行性能。需要进一步改进其控制技术,以此来提升车用永磁同步电机的系统性能。直接转矩控制具有结构简单、转矩响应快、控制方法直接等优点;滑模变结构控制是一种非线性控制技术,它对控制对象的内部参数变化及外部干扰有一定的抗干扰能力。因此,本文采用直接转矩控制和滑模控制理论相结合的方法来减小车用永磁同步电机的转矩脉动、提升其控制性能。接着将搜索法与电机损耗模型相结合,提出了一种基于模型搜索的效率优化策略,达到进一步提升车用永磁同步电机控制性能的目的,论文主要包含以下内容:（1）首先介绍了车用永磁同步电机驱动系统的概括和发展现状,简述了永磁同步电机在矢量控制策略和直接转矩控制下的几种方案,并给出了目前对永磁同步电机系统效率优化常用的几种方法。接着在A-B-C三相静止坐标系下PMSM的数学模型基础上,根据空间坐标转换原理,利用Clark和Park坐标变换简化了永磁同步电机的数学模型,接着阐述了DTC的基本理论和传统DTC实现过程,说明其优点和不足之处;然后研究了SVPWM的原理并搭建了其仿真模型。（2）随后对滑模变结构控制的基本思想和设计要求进行了研究和分析,详细的说明了滑模变结构控制中滑模面函数、基本满足条件、滑模趋近律的设计过程,将滑模变结构控制思想引入到永磁同步电机控制系统,设计了基于滑模的直接转矩控制器,利用其转矩环和磁链环直接控制电机的定子磁链和电磁转矩。该方法消除了传统矢量控制中的解耦问题,同时也解决了传统的直接转矩控制开关频率不稳定、转矩脉动大等缺点,通过Matlab/Simulink仿真实验证明了所提策略的有效性和正确性。（3）接着在基于滑模DTC控制器的基础上提出了基于搜索法的永磁同步电机效率优化控制策略,详细介绍了黄金分割算法的原理以及如何选择最优磁链的过程,该方法无需电机参数,且控制精度不受电机参数时变的影响,与此同时还涵盖了对逆变器的损耗的分析,以这种方式,实现优化整个永磁同步电机电驱动系统效率的目的。同时,通过Matlab/Simulink仿真实验验证了所提方法的可行性。（4）最后,针对永磁同步电机效率优化方法,将基于搜索法的永磁同步电机效率优化控制策略与电机损耗模型相结合,提出了一种基于模型搜索的效率优化控制方法。该方法省去了传统最小损耗控制策略繁琐的参数整定过程,同时也无需像搜索法控制策略一样依靠采样反馈值才能进行搜索,加快了搜索过程的同时,既有最小损耗控制策略的快速性,又考虑了系统效率问题,使车用永磁同步电机驱动系统达到高效、快速响应的要求。最后,通过Matlab/Simulink建立了仿真模型验证了本文所提策略的有效性。
刘皓[10]（2018）在《基于电动汽车异步电机矢量控制的效率优化研究》文中研究指明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。
二、永磁同步电动机变负载运行时的动态效率分析（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、永磁同步电动机变负载运行时的动态效率分析（论文提纲范文）
（1）改进无迹卡尔曼滤波的无位置传感器永磁同步电机控制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究意义 |
| 1.2 PMSM无传感器技术的研究现状 |
| 1.3 无迹卡尔曼滤波算法的研究现状 |
| 1.4 论文主要工作 |
| 第2章 永磁同步电机调速系统模型建立与仿真 |
| 2.1 永磁同步电机的类型 |
| 2.2 永磁同步电机模型搭建 |
| 2.2.1 ABC坐标的PMSM数学模型 |
| 2.2.2 坐标变换 |
| 2.2.3 两相静止坐标系的数学模型 |
| 2.2.4 PMSM两相旋转坐标系下的数学模型 |
| 2.3 永磁同步电机矢量控制调速系统 |
| 2.4 矢量控制的PMSM调速仿真 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 无迹卡尔曼滤波及控制 |
| 3.1 卡尔曼滤波 |
| 3.2 无迹卡尔曼滤波 |
| 3.3 基于UKF的 PMSM控制系统仿真 |
| 3.4 噪声矩阵对UKF预测结果的影响 |
| 3.4.1 噪声矩阵R对UKF预测结果的影响 |
| 3.4.2 噪声矩阵Q对UKF预测结果的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 改进无迹卡尔曼滤波研究 |
| 4.1 基于模糊算法的噪声矩阵参数自调节 |
| 4.1.1 模糊算法原理 |
| 4.1.2 模糊UKF的实现 |
| 4.2 基于负载观测器前馈补偿控制 |
| 4.2.1 负载观测器的建立 |
| 4.2.2 负载转矩前馈补偿 |
| 4.3 改进无迹卡尔曼滤波仿真验证及结果分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 基于改进方案UKF的半实物仿真验证 |
| 5.1 半实物平台介绍 |
| 5.2 半实物验证及结果分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位主要的研究成果 |
| 致谢 |
（2）车用永磁同步电机考虑转子异步损耗高效率控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题背景与意义 |
| 1.2 永磁同步电机控制策略发展现状 |
| 1.2.1 矢量控制策略 |
| 1.2.2 直接转矩控制策略 |
| 1.2.3 模型预测控制策略 |
| 1.3 永磁同步电机效率优化方法研究现状 |
| 1.3.1 基于模型的最小损耗控制方法研究现状 |
| 1.3.2 基于搜索算法的最小损耗控制方法研究现状 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第二章 永磁同步电机数学模型及驱动控制 |
| 2.1 永磁同步电机数学模型 |
| 2.1.1 永磁同步电机数学模型 |
| 2.1.2 永磁同步电机的坐标变换以及旋转坐标系下数学模型 |
| 2.2 SVPWM原理及控制过程 |
| 2.2.1 SVPWM调制技术原理 |
| 2.2.2 SVPWM算法实现 |
| 2.3 永磁同步电机FOC控制及仿真分析 |
| 2.4 永磁同步电机DTC控制及仿真分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 基于模型搜索法的PMSM最小损耗控制策略 |
| 3.1 基于模型搜索法的PMSM最小损耗控制方法 |
| 3.1.1 考虑铁耗的PMSM系统数学模型 |
| 3.1.2 基于模型搜索法的PMSM最小损耗控制实现原理 |
| 3.2 黄金分割算法原理 |
| 3.3 基于模型搜索法的PMSM最小损耗控制方法仿真分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 考虑转子异步损耗的PMSM效率优化控制策略 |
| 4.1 考虑转子异步损耗的PMSM数学模型 |
| 4.2 考虑转子异步损耗的PMSM最小损耗控制方法 |
| 4.2.1 同步计算 |
| 4.2.2 异步计算 |
| 4.2.3 转差速度判定 |
| 4.3 考虑转子异步损耗的PMSM最小损耗控制仿真分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 全文工作总结 |
| 5.2 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录:攻读硕士学位期间参与项目及发表论文 |
| 附录 A 参与项目 |
| 附录 B 发表论文 |
| 附录 C 获奖情况 |
（3）车用永磁同步电机效率优化控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题背景和意义 |
| 1.1.1 新能源汽车的背景 |
| 1.1.2 新能源汽车分类 |
| 1.1.3 研究的意义 |
| 1.2 电机驱动系统简介 |
| 1.2.1 电动汽车对电机驱动系统的要求 |
| 1.2.2 永磁同步电机的结构 |
| 1.3 永磁同步电机的控制策略 |
| 1.3.1 永磁同步电机的基本控制技术 |
| 1.3.2 控制技术的发展 |
| 1.4 永磁同步电机优化策略的研究现状 |
| 1.5 本文的研究内容和框架安排 |
| 第二章 永磁同步电机数学模型的建立 |
| 2.1 电机数学模型 |
| 2.1.1 坐标变换理论 |
| 2.1.2 两相旋转坐标系下的PMSM数学模型 |
| 2.1.3 电机运行需要满足的关系 |
| 2.2 空间矢量脉宽调制 |
| 2.2.1 电压空间矢量的生成原理 |
| 2.2.2 SVPWM的算法原理 |
| 2.3 矢量控制 |
| 2.3.1 矢量控制原理 |
| 2.3.2 最大转矩电流比控制(MTPA) |
| 2.3.3 仿真研究 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 基于弱磁控制的全速范围优化策略 |
| 3.1 弱磁控制的原理 |
| 3.2 仿真模型搭建 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 基于模型的损耗最小化控制策略 |
| 4.1 损耗模型法 |
| 4.1.1 损耗构成分析 |
| 4.1.2 损耗最小控制 |
| 4.1.3 基于数值方法计算最优电流 |
| 4.1.4 考虑电流和电压极限的高速区运用 |
| 4.2 仿真研究 |
| 4.2.1 考虑铁耗的电机仿真模型 |
| 4.2.2 稳态损耗分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 铁损电阻在线更新的PMSM全速范围损耗最小控制 |
| 5.1 动态损耗模型 |
| 5.2 基于卡尔曼观测器的铁损电阻在线估计 |
| 5.2.1 卡尔曼滤波的基本原理 |
| 5.2.2 PMSM铁损电阻观测器设计 |
| 5.3 仿真研究 |
| 5.3.1 铁损支路电流在线观测 |
| 5.3.2 宽转速范围内的转速和转矩响应 |
| 5.3.3 损耗分析 |
| 5.3.4 磁阻转矩分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结和展望 |
| 6.1 全文工作总结 |
| 6.2 研究的不足之处与未来的展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录:攻读硕士学位期间参与项目及发表论文 |
（4）基于自抗扰控制的感应电机EPS系统转矩控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.1 课题选题背景 |
| 1.1.2 课题研究的意义 |
| 1.2 EPS系统研究现状 |
| 1.2.1 EPS系统发展现状 |
| 1.2.2 EPS系统控制策略研究现状 |
| 1.2.3 EPS助力电机类型及研究现状 |
| 1.3 感应电机控制研究现状 |
| 1.3.1 感应电机控制策略研究现状 |
| 1.3.2 感应电机磁链观测研究现状 |
| 1.3.3 感应电机电流控制研究现状 |
| 1.3.4 自抗扰控制策略在感应电机控制中的应用 |
| 1.4 主要的研究内容及技术路线 |
| 1.4.1 主要的研究内容 |
| 1.4.2 技术路线 |
| 2 感应电机离线参数辨识算法研究 |
| 2.1 定子磁场定向矢量控制数学模型 |
| 2.2 感应电机离线参数辨识 |
| 2.2.1 特殊工况下离线参数辨识原理 |
| 2.2.2 离线参数辨识误差分析 |
| 2.2.3 离线参数辨识实验系统 |
| 2.3 基于混沌粒子群优化的参数优化 |
| 2.3.1 粒子群优化算法原理 |
| 2.3.2 基于混沌序列的粒子群初始化 |
| 2.3.3 静止坐标系下的适应度函数计算 |
| 2.3.4 参数辨识结果验证 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 基于I-ADRC的定子磁链闭环控制 |
| 3.1 定子电流解耦补偿控制 |
| 3.2 自抗扰控制器原理 |
| 3.3 基于ADRC的感应电机定子磁链闭环控制 |
| 3.3.1 常规ADRC的定子磁链控制 |
| 3.3.2 基于I-ADRC的定子磁链闭环控制 |
| 3.3.3 I-ADRC定子磁链闭环控制算法验证 |
| 3.4 改进型双积分定子磁链观测器 |
| 3.4.1 传统型电压模型定子磁链观测方法分析 |
| 3.4.2 带自适应控制器双积分定子磁链观测器 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 感应电机磁链决策与电流调节 |
| 4.1 EPS感应电机效率优化需求分析 |
| 4.2 效率优化的定子磁链决策 |
| 4.2.1 现有的磁链决策方案 |
| 4.2.2 基于损耗模型的定子磁链决策 |
| 4.2.3 基于最小二乘法的损耗模型参数在线估计 |
| 4.3 基于ADRC的d轴电流调节 |
| 4.4 基于模糊PI的q轴电流调节 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 EPS系统控制策略研究 |
| 5.1 新型助力特性曲线设计 |
| 5.1.1 理想助力特性曲线类型 |
| 5.1.2 基于扭杆状态的助力特性分析 |
| 5.1.3 新型助力曲线设计 |
| 5.2 EPS回正控制策略 |
| 5.2.1 EPS系统运动状态判断 |
| 5.2.2 基于TD的转向盘角速度估计 |
| 5.3 负载转矩补偿策略 |
| 5.3.1 基于ESO的负载转矩估计 |
| 5.3.2 突变负载转矩补偿算法 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 感应电机EPS控制器设计及试验验证 |
| 6.1 EPS控制器软件设计 |
| 6.1.1 助力功能的软件设计 |
| 6.1.2 故障处理机制设计 |
| 6.1.3 软件实现 |
| 6.2 EPS控制器硬件设计 |
| 6.2.1 供电电路与接口电路设计 |
| 6.2.2 信号采集电路设计 |
| 6.2.3 电机驱动电路设计 |
| 6.3 控制器样机及试验台搭建立 |
| 6.4 EPS控制器功能验证 |
| 6.4.1 基本助力功能验证 |
| 6.4.2 回正功能验证 |
| 6.4.3 负载突变下转矩补偿功能验证 |
| 6.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
| 交通学院研究生学位论文送审意见修改说明 |
| 交通学院研究生学位论文答辩意见修改说明 |
（5）车用双电源开绕组永磁同步电机驱动系统的控制方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景与意义 |
| 1.2 课题研究现状 |
| 1.2.1 开绕组电机驱动系统的拓扑结构 |
| 1.2.2 双逆变器的协同控制 |
| 1.2.3 永磁同步电机的控制方法 |
| 1.2.4 整车能量管理方法 |
| 1.3 论文研究思路与主要内容 |
| 1.3.1 论文课题来源 |
| 1.3.2 论文研究思路 |
| 1.3.3 论文主要内容 |
| 第2章 开绕组永磁同步电机驱动系统模型建立 |
| 2.1 电机空间矢量坐标变换 |
| 2.1.1 坐标变换的基本方程 |
| 2.1.2 等幅值变换与等功率变换 |
| 2.2 永磁同步电机的数学模型 |
| 2.2.1 永磁同步电机的基本数学模型 |
| 2.2.2 计及铁心损耗的永磁同步电机数学模型 |
| 2.2.3 分离定子漏电感的永磁同步电机数学模型 |
| 2.2.4 电机模型的机械部分与稳态特性 |
| 2.3 逆变器器件模型 |
| 2.3.1 逆变器器件的通态特性 |
| 2.3.2 逆变器器件的开关特性 |
| 2.4 开绕组永磁同步电机驱动系统仿真模型 |
| 2.4.1 开绕组永磁同步电机本体模型 |
| 2.4.2 逆变器与外围电路模型 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 电压矢量调制与双逆变器电压矢量分配策略 |
| 3.1 逆变器中点电压与电压矢量分配原理 |
| 3.1.1 逆变器中点电压与电机相电压的关系 |
| 3.1.2 双逆变器电压矢量分配的基本原理 |
| 3.2 空间矢量脉宽调制的原理、分类与实现 |
| 3.2.1 空间矢量脉宽调制的基本原理 |
| 3.2.2 空间矢量脉宽调制的分类与实现 |
| 3.3 电流纹波分析与双逆变器调制方式组合选择 |
| 3.3.1 单逆变器SVPWM电流纹波矢量计算 |
| 3.3.2 双SVPWM调制电流纹波矢量特性分析 |
| 3.3.3 双逆变器调制方式组合与切换策略 |
| 3.4 双逆变器电压矢量分配规则与策略 |
| 3.4.1 电压矢量分配规则 |
| 3.4.2 电压矢量分配组合的分类与实现 |
| 3.4.3 电压矢量分配策略 |
| 3.5 双逆变器调制方式与电压矢量分配的仿真验证 |
| 3.5.1 对照组与仿真参数设置 |
| 3.5.2 仿真结果与分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 开绕组永磁同步电机的转矩与电流控制策略 |
| 4.1 电磁转矩控制的限制与稳态功率分配范围 |
| 4.1.1 电机电磁转矩的限制因素 |
| 4.1.2 电机稳态运行下功率分配范围的计算方法 |
| 4.2 主流电磁转矩控制算法的对比与改进 |
| 4.2.1 主流电磁转矩控制算法的推导 |
| 4.2.2 电压矢量最小幅值控制的推导 |
| 4.2.3 电磁转矩控制算法性能对比 |
| 4.3 最优化电磁转矩控制算法 |
| 4.3.1 驱动系统效率最优算法 |
| 4.3.2 功率分配极限最优算法 |
| 4.3.3 基于斐波那契寻优的电磁转矩控制策略 |
| 4.4 定子电流控制方法 |
| 4.5 转矩控制策略的仿真验证 |
| 4.5.1 对照组与仿真参数设置 |
| 4.5.2 仿真结果与分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 电机驱动系统台架试验 |
| 5.1 台架结构与测试仪器 |
| 5.2 被测电机基本参数与理论特性 |
| 5.3 试验结果与分析 |
| 5.3.1 动态功率分配指令跟随试验 |
| 5.3.2 电机工作区域效率与功率分配范围验证试验 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 面向整车能量管理的应用研究 |
| 6.1 整车纵向动力学模型与制动能量回收方案 |
| 6.1.1 整车驱动系统构型与纵向动力学模型 |
| 6.1.2 简化制动能量回收方案 |
| 6.2 电机工作点分布与驱动系统效率极限情况 |
| 6.3 车载能量源的分类与特性分析 |
| 6.3.1 车载能量源的搭配原则与分类方式 |
| 6.3.2 能量转化装置的特性分析 |
| 6.3.3 能量储存装置的特性分析 |
| 6.4 双能量源功率分配策略 |
| 6.4.1 典型的双能量源搭配方式 |
| 6.4.2 基于通用架构的功率分配策略 |
| 6.5 整车能量管理仿真 |
| 6.5.1 内燃机发电系统搭配功率型蓄电池仿真结果 |
| 6.5.2 能量型蓄电池搭配超级电容仿真结果 |
| 6.6 本章小结 |
| 第7章 全文总结与研究展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 研究创新点 |
| 7.3 工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及在学期间所取得的科研成果 |
| 致谢 |
（6）基于分立式SiC MOSFET的新能源汽车电机控制器研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 新能源汽车电机控制器研究进展 |
| 1.2.1 新能源汽车驱动电机的应用现状 |
| 1.2.2 SiC控制器国内外研究进展 |
| 1.3 SiC功率器件及其应用研究进展 |
| 1.3.1 SiC分立器件在电机控制器应用中的优势 |
| 1.3.2 SiC MOSFET驱动电路研究进展 |
| 1.3.3 SiC MOSFET并联均流研究进展 |
| 1.4 论文研究内容和章节安排 |
| 第二章 分立式SiC在电机控制器应用中的关键问题 |
| 2.1 SiC驱动电路的研究与设计 |
| 2.1.1 驱动参数对SiC MOSFET开关特性的影响 |
| 2.1.2 不同封装结构的SiC MOSFET桥臂串扰分析 |
| 2.1.3 分布电容对SiC MOSFET开关特性的影响 |
| 2.1.4 带保护功能的SiC MOSFET驱动核的设计 |
| 2.2 SiC多管并联均流影响因素分析 |
| 2.2.1 器件参数对并联均流的影响 |
| 2.2.2 驱动回路参数对并联均流的影响 |
| 2.2.3 功率回路参数对并联均流的影响 |
| 2.3 本章小节 |
| 第三章 基于SiC分立器件的电机控制器硬件设计 |
| 3.1 驱动控制器总体方案 |
| 3.1.1 性能指标 |
| 3.1.2 总体结构设计 |
| 3.2 功率电路设计 |
| 3.2.1 SiC功率器件选型 |
| 3.2.2 直流母线电容选型 |
| 3.2.3 功率回路损耗分析 |
| 3.3 控制电路设计 |
| 3.3.1 DSC最小系统电路设计 |
| 3.3.2 模拟量采样电路设计 |
| 3.3.3 转子位置解码电路设计 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 控制算法与软件实现 |
| 4.1 永磁同步电机矢量控制原理 |
| 4.1.1 坐标变换 |
| 4.1.2 基本电磁关系 |
| 4.2 矢量控制的电流控制策略 |
| 4.3 软件算法实现 |
| 4.3.1 软件开发环境 |
| 4.3.2 程序总体设计 |
| 4.3.3 软件模块设计 |
| 4.4 本章小节 |
| 第五章 SiC电机控制器测试与分析 |
| 5.1 试验平台介绍 |
| 5.2 SiC电机控制器静态性能测试 |
| 5.2.1 旋变解码波形测试 |
| 5.2.2 电流采样调理电路测试 |
| 5.2.3 SiC驱动核波形测试 |
| 5.2.4 SiC MOSFET并联均流测试 |
| 5.3 SiC电机控制器动态对拖测试 |
| 5.3.1 电流输出波形 |
| 5.3.2 效率测试与分析 |
| 5.3.3 温升测试与分析 |
| 5.4 本章小节 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
（7）车用永磁同步电机自适应高效率控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题背景与意义 |
| 1.2 车用永磁同步电机驱动系统与PMSM驱动控制技术概况 |
| 1.2.1 车用永磁同步电机驱动系统概况 |
| 1.2.2 PMSM驱动基本控制技术概况 |
| 1.3 车用永磁同步电机驱动系统研究现状 |
| 1.4 PMSM效率优化控制研究现状 |
| 1.4.1 基于损耗模型的效率优化控制策略(LossMinimization Control,LMC) |
| 1.4.2 基于搜索算法的效率优化控制策略(Search Control,SC) |
| 1.5 本文主要研究内容和框架 |
| 第二章 PMSM数学模型的建立及FOC控制 |
| 2.1 PMSM数学建模 |
| 2.1.1 PMSM的数学模型 |
| 2.1.2 PMSM的坐标变换及旋转坐标系下数学模型 |
| 2.2 SVPWM原理及实现方法 |
| 2.3 PMSM的矢量控制 |
| 2.3.1 基于PI调节器的PMSM矢量控制 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 基于损耗模型的PMSM效率优化控制策略及参数敏感度分析 |
| 3.1 PMSM系统损耗分析 |
| 3.1.1 逆变器损耗 |
| 3.1.2 电机损耗 |
| 3.2 损耗模型的建模 |
| 3.3 计算PMSM定子励磁电流 |
| 3.4 基于损耗模型效率最优仿真分析 |
| 3.5 参数敏感度分析 |
| 3.5.1 铁损电阻变化在损耗模型中的影响 |
| 3.5.2 铜损电阻变化在损耗模型中的影响 |
| 3.5.3 磁链变化在损耗模型中的影响 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 基于模型黄金分割搜索算法的PMSM效率优化控制 |
| 4.1 黄金分割算法原理 |
| 4.2 基于模型黄金分割法搜索法的 IPMSM 效率优化控制仿真 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 基于RLS的损耗模型自适应效率优化控制策略 |
| 5.1 最小二乘法介绍 |
| 5.2 最小二乘法原理 |
| 5.2.1 递推最小二乘法原理与带遗忘因子的递推最小二乘算法 |
| 5.2.2 电机数学物理模型RLS表现形式及仿真 |
| 5.3 基于RLS的损耗模型效率最优控制策略 |
| 5.3.1 基于RLS的 LMC效率最优控制 |
| 5.3.2 基于损耗模型搜索法应用最小二乘法效率最优控制策略 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 全文工作总结 |
| 6.2 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 :攻读硕士学位期间参与项目及发表论文 |
| 附录 A 参与项目 |
| 附录 B 发表论文 |
（8）高压实心转子自起动永磁同步电动机热导路径规划研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 引言 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外的研究现状及分析 |
| 1.2.1 实心转子电机及其发展 |
| 1.2.2 实心转子自起动永磁电机国外研究现状 |
| 1.2.3 实心转子自起动永磁电机国内研究现状 |
| 1.3 HVSRLS-PMSM温升计算方法 |
| 1.4 本文的主要研究内容 |
| 2 HVSRLS-PMSM流体-传热耦合求解模型及热导路径研究 |
| 2.1 HVSRLS-PMSM基于转子涡流场的主要热源确定 |
| 2.2 HVSRLS-PMSM通风冷却系统的研究 |
| 2.2.1 单/双路非对称通风冷却系统等效流体网络的建立 |
| 2.2.2 通风冷却系统计算结果分析 |
| 2.3 HVSRLS-PMSM三维全域流体与传热耦合计算模型的建立 |
| 2.3.1 电机内流体与传热耦合计算理论分析及数学模型 |
| 2.3.2 电机的双端口风温多重迭代计算方法研究 |
| 2.4 HVSRLS-PMSM复杂流体流动及热导路径分析 |
| 2.4.1 单路非对称性通风冷却系统对电机内热导路径的影响研究 |
| 2.4.2 双路非对称性通风冷却系统对电机内热导路径的影响研究 |
| 2.5 HVSRLS-PMSM温度场理论计算与实验验证 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 HVSRLS-PMSM定子通风冷却结构对电机内热导路径的影响研究 |
| 3.1 定子多支路径向通风沟对电机内热导的分流研究 |
| 3.1.1 定子径向通风沟支路数对电机内流体流动状态影响的研究 |
| 3.1.2 定子径向通风沟支路数对电机内热量分流效果分析 |
| 3.2 定子径向通风沟内风量调整对电机内热导路径的影响程度 |
| 3.3 US定子径向通风沟对电机内热导路径的影响程度 |
| 3.3.1 US定子径向通风沟支路对电机内流体流动状态影响的研究 |
| 3.3.2 US定子径向通风沟支路对电机内温度分布规律的研究 |
| 3.4 UW定子径向通风沟对电机内热导路径的影响程度 |
| 3.4.1 UW定子径向通风沟支路对电机内空气流动的影响研究 |
| 3.4.2 UW定子径向通风沟支路对电机内温度分布规律的研究 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 HVSRLS-PMSM转子微循环冷却结构及材料特性对热导路径的影响 |
| 4.1 转子表面微循环冷却通道对电机起动转矩及转子涡流损耗的影响 |
| 4.2 转子表面微循环冷却通道对电机内流体与传热关联性的影响 |
| 4.2.1 转子空-实心起动笼条参数变化对电机内流体流动状态的影响 |
| 4.2.2 转子空-实心起动笼条参数变化下电机散热能力的研究 |
| 4.3 导磁导电合金材料对电机内热导路径的的影响 |
| 4.3.1 实心转子导磁导电合金材料对电机内温升的影响分析 |
| 4.3.2 定子导磁导电合金槽楔对电机内热导路径的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 HVSRLS-PMSM转子混合通风冷却结构对电机内热导路径的影响研究 |
| 5.1 转子轴径向混合通风冷却结构对电机内热导路径及散热效果分析 |
| 5.1.1 转子轴径向分支风道分流供风对电机内空气流动规律研究 |
| 5.1.2 转子轴径向分支风道分流供风对电机内散热效果分析 |
| 5.2 定转子径向通风沟相对位置对电机内流体传热的影响研究 |
| 5.2.1 定转子径向通风沟相对位置对电机内空气流动规律的研究 |
| 5.2.2 定转子径向通风沟轴向相对位置对电机内热问题影响的研究 |
| 5.3 新型转子混合通风冷却结构电机温度场数值计算及试验研究 |
| 5.3.1 新型转子混合通风结构电机温度分布研究 |
| 5.3.2 新型转子混合通风冷却结构电机空载实验分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（9）车用永磁同步电机基于最优磁链的高效控制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题背景与意义 |
| 1.2 车用永磁同步电机驱动系统及其发展现状 |
| 1.2.1 永磁同步电机的发展现状 |
| 1.2.2 车用永磁同步电机驱动系统概况 |
| 1.3 PMSM驱动控制技术 |
| 1.3.1 PMSM驱动基本控制技术 |
| 1.3.2 电压空间矢量调制与现代控制理论结合 |
| 1.4 PMSM系统效率优化策略国内外研究现状 |
| 1.5 本文主要研究内容和框架 |
| 第二章 PMSM数学模型及其滑模DTC控制 |
| 2.1 PMSM数学模型与DTC的基本理论 |
| 2.1.1 PMSM的数学模型 |
| 2.1.2 PMSM的坐标变换及旋转坐标系下数学模型 |
| 2.1.3 DTC的基本理论 |
| 2.2 SVPWM基本原理与实现过程 |
| 2.3 滑模DTC控制器的设计 |
| 2.3.1 滑模控制的基本思想 |
| 2.3.2 控制系统滑模面函数的设计 |
| 2.3.3 滑模控制的基本条件 |
| 2.3.4 滑模变结构控制的趋近律设计 |
| 2.3.5 基于滑模DTC控制器设计 |
| 2.4 滑模DTC控制下的PMSM驱动系统 |
| 2.4.1 滑模DTC控制下的PMSM系统控制流程 |
| 2.4.2 滑模变DTC控制下的PMSM仿真分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 基于搜索法的PMSM效率优化控制策略 |
| 3.1 黄金分割搜索算法 |
| 3.2 基于搜索法的PMSM效率优化控制流程 |
| 3.2.1 基于搜索法的PMSM效率优化的最优磁链选择 |
| 3.2.2 基于搜索法的PMSM效率优化控制策略仿真研究 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 基于模型搜索算法的PMSM效率优化控制策略 |
| 4.1 考虑损耗的PMSM系统数学模型 |
| 4.2 基于模型搜索算法的PMSM最优磁链搜索控制器设计 |
| 4.3 基于模型搜索算法的PMSM仿真分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 全文工作总结 |
| 5.2 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 :攻读硕士学位期间参与项目及发表论文 |
| 附录 A 参与项目 |
| 附录 B 发表论文 |
（10）基于电动汽车异步电机矢量控制的效率优化研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题背景及意义 |
| 1.2 电动汽车异步电机效率优化研究现状 |
| 1.2.1 异步电机驱动系统损耗分析 |
| 1.2.2 异步电机效率优化控制策略 |
| 1.2.3 异步电机效率优化动态响应策略 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 第2章 考虑铁损的异步电机建模 |
| 2.1 考虑铁损的异步电机数学模型 |
| 2.1.1 考虑铁损的异步电机基本方程 |
| 2.1.2 考虑铁损的异步电机状态方程 |
| 2.2 铁损对转子磁场定向矢量控制的影响及补偿研究 |
| 2.2.1 考虑铁损的异步电机转子磁场定向矢量控制 |
| 2.2.2 铁损对转子磁场定向矢量控制的影响及补偿研究 |
| 2.3 仿真研究 |
| 2.3.1 考虑铁损的异步电机模型仿真 |
| 2.3.2 铁损电流的补偿方法仿真 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 基于异步电机损耗模型的效率优化策略 |
| 3.1 异步电机运行约束条件分析 |
| 3.1.1 异步电机最大转差频率约束 |
| 3.1.2 异步电机不用运行区域约束分析 |
| 3.2 基于损耗模型的异步电机最优磁链控制策略分析 |
| 3.2.1 基于损耗模型的异步电机损耗计算 |
| 3.2.2 基于损耗模型的最优磁链理论计算及分析 |
| 3.2.3 参数变化对基于损耗模型的效率优化算法影响 |
| 3.3 基于损耗模型的异步电机效率优化控制策略分析 |
| 3.3.1 转矩指令值控制策略 |
| 3.3.2 励磁电流指令值控制策略 |
| 3.3.3 转矩电流指令值控制策略 |
| 3.3.4 带有铁损电流补偿的电流控制策略 |
| 3.4 仿真研究 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 基于异步电机损耗模型的电流控制策略 |
| 4.1 同步坐标系下电流内模解耦控制器 |
| 4.2 异步电机同步坐标系下改进的电流内模解耦控制器 |
| 4.3 基于异步电机损耗模型的电流内模解耦 |
| 4.3.1 考虑铁损的异步电机电压方程 |
| 4.3.2 考虑铁损的异步电机电流内模控制器设计 |
| 4.4 仿真研究 |
| 4.4.1 异步电机电流控制器解耦对比 |
| 4.4.2 考虑铁损的异步电机电流控制器解耦对比 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 异步电机效率优化策略实验验证及结果分析 |
| 5.1 车用异步电机控制器设计 |
| 5.1.1 控制器硬件设计 |
| 5.1.2 控制器软件算法 |
| 5.2 实验台架介绍 |
| 5.3 异步电机矢量控制的效率优化策略实验验证及结果分析 |
| 5.3.1 转子磁场定向矢量控制实验验证 |
| 5.3.2 基于损耗模型效率优化算法实验验证 |
| 5.3.3 基于损耗模型的电流内模解耦控制算法实验验证 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 工作总结和结论 |
| 6.2 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果 |
四、永磁同步电动机变负载运行时的动态效率分析（论文参考文献）
- [1]改进无迹卡尔曼滤波的无位置传感器永磁同步电机控制[D]. 何宗卿. 湖南工业大学, 2021(02)
- [2]车用永磁同步电机考虑转子异步损耗高效率控制研究[D]. 李烜. 昆明理工大学, 2021(01)
- [3]车用永磁同步电机效率优化控制研究[D]. 杨鑫. 昆明理工大学, 2021(01)
- [4]基于自抗扰控制的感应电机EPS系统转矩控制研究[D]. 那少聃. 东北林业大学, 2020(09)
- [5]车用双电源开绕组永磁同步电机驱动系统的控制方法研究[D]. 贾一帆. 吉林大学, 2020(08)
- [6]基于分立式SiC MOSFET的新能源汽车电机控制器研究[D]. 周豪. 华南理工大学, 2020(02)
- [7]车用永磁同步电机自适应高效率控制研究[D]. 李健. 昆明理工大学, 2020(05)
- [8]高压实心转子自起动永磁同步电动机热导路径规划研究[D]. 曹钊滨. 北京交通大学, 2019(01)
- [9]车用永磁同步电机基于最优磁链的高效控制[D]. 张梦帆. 昆明理工大学, 2019(04)
- [10]基于电动汽车异步电机矢量控制的效率优化研究[D]. 刘皓. 清华大学, 2018(04)