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摘要: 介绍开关磁阻电机(SRM)作为电动汽车驱动电机的优势和潜力;根据电动汽车的行驶工况要求和电机自身的转矩特性,设计基于转矩分配策略的车用开关磁阻电机直接瞬时转矩控制(DITC)系统;并基于所设计的控制策略,在matlab/simulink软件中搭建控制系统仿真模型。仿真结果表明,所制定的控制策略改善开关磁阻电机的转矩脉动,使SRM能够满足电动汽车对动力性、系统响应以及乘坐舒适性的要求。
关键词: 电动汽车;开关磁阻电机;转矩脉动;转矩分配;直接瞬时转矩控制
0 序言
开关磁阻电机(Switched Reluctance Motor,简称SRM)具有良好的启动加速性能和较高的效率,可以灵活实现电动和再生制动模式的转换[1],作为电动汽车驱动电机具有很大的潜力。但SRM本身具有较严重的非线性引起的转矩脉动影响了电动汽车的性能,如何抑制SRM转矩脉动成为当前SRM的研究热点。
直接瞬时转矩控制(Direct Instantaneous Torque Control,简称DITC)方法在SRM的转矩脉动抑制中有较好的效果,DITC系统根据预设的转矩分配函数(Torque Share Function,简称TSF)得到电机的各相参考转矩[2],再通过转矩滞环[3]控制方法来限制电机相转矩的变化,从而调整瞬时输出转矩的大小。
本文在现有研究的基础上,根据电动汽车的行驶工况要求和电机自身的转矩特性,设计了车用SRM的DITC系统;并在matlab/simulink软件中搭建了所设计的控制系统仿真模型。仿真结果表明,所设计的控制系统改善了SRM的转矩脉动,使之能够满足电动汽车对动力性、系统响应以及乘坐舒适性的要求。
1 车用SRM的DITC系统
1.1 DITC系统的结构
电动汽车为了能够适应不同的负载以及不同的路况,电机的输出转矩应当成为控制的目标。DITC系统实现了瞬时输出转矩的闭环控制,系统结构如图1所示。图中,转速控制单元根据需求转速信号nref和电机的当前转速信号n得到期望转矩Tref;转矩分配单元将Tref分配为电机每相的期望转矩Tkref,k=0、1、2……m,m为电机的总相数;转矩估算单元根据瞬时的转子位置θ和相电流信号ik得到各相的瞬时转矩信号Tk;Tkref和Tk的差值经过转矩滞环单元产生相开关信号施加给功率变换单元来调整电机的运转状态。
关键词: 电动汽车;开关磁阻电机;转矩脉动;转矩分配;直接瞬时转矩控制
0 序言
开关磁阻电机(Switched Reluctance Motor,简称SRM)具有良好的启动加速性能和较高的效率,可以灵活实现电动和再生制动模式的转换[1],作为电动汽车驱动电机具有很大的潜力。但SRM本身具有较严重的非线性引起的转矩脉动影响了电动汽车的性能,如何抑制SRM转矩脉动成为当前SRM的研究热点。
直接瞬时转矩控制(Direct Instantaneous Torque Control,简称DITC)方法在SRM的转矩脉动抑制中有较好的效果,DITC系统根据预设的转矩分配函数(Torque Share Function,简称TSF)得到电机的各相参考转矩[2],再通过转矩滞环[3]控制方法来限制电机相转矩的变化,从而调整瞬时输出转矩的大小。
本文在现有研究的基础上,根据电动汽车的行驶工况要求和电机自身的转矩特性,设计了车用SRM的DITC系统;并在matlab/simulink软件中搭建了所设计的控制系统仿真模型。仿真结果表明,所设计的控制系统改善了SRM的转矩脉动,使之能够满足电动汽车对动力性、系统响应以及乘坐舒适性的要求。
1 车用SRM的DITC系统
1.1 DITC系统的结构
电动汽车为了能够适应不同的负载以及不同的路况,电机的输出转矩应当成为控制的目标。DITC系统实现了瞬时输出转矩的闭环控制,系统结构如图1所示。图中,转速控制单元根据需求转速信号nref和电机的当前转速信号n得到期望转矩Tref;转矩分配单元将Tref分配为电机每相的期望转矩Tkref,k=0、1、2……m,m为电机的总相数;转矩估算单元根据瞬时的转子位置θ和相电流信号ik得到各相的瞬时转矩信号Tk;Tkref和Tk的差值经过转矩滞环单元产生相开关信号施加给功率变换单元来调整电机的运转状态。