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电机及其相应的控制器是混合动力汽车的关键组成部件,无论在学术上还是商业上都具备极其重要的研究价值。双功率流定子永磁型电机是一种应用于混合动力合成系统的新型双转子电机,它不仅继承定子永磁型电机转子结构简单、高可靠性、高功率密度等诸多优点,同时能有效避免中间转子散热等问题。本文在现有研究成果的基础上,以双功率流定子永磁型电机为控制对象,设计了一套基于数字信号处理器DSP控制的电机控制系统。
本文首先对混合动力电动汽车现状及趋势、双功率流定子永磁型电机的概念进行了介绍。在此基础上简要分析了该电机的基本结构、数学模型、工作原理等,建立了基于MATLAB/Simulink的电动机控制系统数字仿真模型并进行了仿真研究,其中速度环采用模糊PI调节,电流环采用传统的滞坏调节,从理论上论证了所建模型的正确性。
其次,采用美国TI公司32位浮点型DSP控制器TMS320F28335作为控制系统的控制芯片,设计了双功率流定子永磁型电机控制系统的硬件电路,主要包括主功率变换电路、电流检测与采样电路、位置检测、过流保护电路、IPM驱动电路及其驱动电源等,并最终建立了双功率流定子永磁型电机控制系统的实验硬件平台。
最后,本文采用CCS3.3编程软件编写了电机控制系统的软件程序,并借助硬件电路和一台双功率流定子永磁型电机,进行了一些实验研究。实验结果验证了理论分析和仿真研究的正确性,证明了该双功率流定子永磁型电机不仅继承了定子永磁电机的诸多优点,还可以通过灵活恰当的控制策略使电机工作在多种运行工况下。因此,本文的研究综合表明,双功率流定子永磁型电机控制系统具备高效率、高密度、高可靠性、宽调速范围等优点,在混合动力汽车领域拥有广阔的应用前景。