X50电动汽车电机控制研究

作     者：丁学凤 

作者单位：贵州大学 

学位级别：硕士

导师姓名：李家春

授予年度：2021年

学科分类：082304[工学-载运工具运用工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 080204[工学-车辆工程] 0802[工学-机械工程] 0823[工学-交通运输工程] 

主      题：微型电动车 电机控制 Simulink模拟 矢量控制 交流异步电机 

摘      要：新能源汽车随着燃油危机与汽车尾气污染日益加剧的情况已成为汽车发展的主要趋势,而其中的微型纯电动汽车因其作为上下班或者代步用车较为方便,是目前中小城市的老年人、部分上班族较为青睐的车型。电机驱动系统是该类型车辆的动力驱动的核心,也是纯电动汽车研究的关键技术之一,选择适合的电机控制策略显得尤为重要。本文以某企业开发的X50微型电动汽车为研究对象,对其电机驱动系统的软硬件两方面的平台进行了研究与设计。主要研究工作包括:（1）详细分析交流异步电动机工作原理,利用3S/2S变换、2S/2S变换以及2S/2S逆变换等原理,推导交流异步电机在d-q坐标系下的数学模型,包括对应的电流、电压、磁链和转矩方程。（2）对X50车型设计指标进行动力参数计算,选择额定转速为1440r/min,额定功率为4kw的交流异步电动机作为该车型的控制电机。（3）通过对磁链的电流/电压型观测模型进行对比分析,在这两种模型缺点互补的前提下,选用电压与电流混合的磁链观测模型。同时,利用Matlab2018b/Simulink软件对控制系统进行建模,发现仿真结果与理论相符。（4）搭建以TMS320F2808为主控制芯片的交流异步电机的矢量控制硬件平台,包括电压电路模块、采样模块（电流、电压、转速）、保护电路等硬件电路设计。使用Texas Instruments（TI）CCStudio V3.3（Code Composer Studio v3.3）软件对控制模块进行主程序、中断程序、检测模块以及SVPWM模块的设计。车辆试制与动力性能测试,数据显示X50电机矢量控制系统基本满足设计要求。