前后轴双电机电动汽车转矩分配优化策略

针对前后轴双电机电动汽车的效率提升问题,在对前后轴双电机方案效率特性研究的基础上,设计了基于电机效率最优和基于电池效率最优的前后轮双电机转矩分配方法。研究发现这两种效率最优的方法在转矩分配上存在冲突现象,因此,采用一种多目标粒子群优化算法求得同时兼顾电机效率和电池效率的最优策略,从而避免两种策略同时工作时出现的竞争现象。仿真和实验结果表明,采用多目标粒子群优化算法的前后轴双电机转矩分配方案可以提高电动汽车的系统效率和续航里程。整车动力学分析表明,采用多目标粒子群优化算法的前后轴双电机转矩分配方案不会对整车的稳定性和平顺性产生影响。

一种新型缺相永磁同步电机容错驱动系统

对矢量控制绕组开路式永磁同步电机驱动系统中一相绕组开路故障工况进行研究。采用电流矢量轨迹曲线诊断故障发生位置,通过桥臂冗余开关组合在线模拟开路相故障。引入60°坐标系统下固有开关冗余的电压空间矢量调制重构,提出矢量分解准则,在一个调制周期内逆变器-Ⅱ钳位于对应三角区域顶点的相同冗余开关状态,逆变器-Ⅰ进行电压矢量合成的控制策略,在不增加额外器件下实现驱动系统的缺相容错运行。基于Maxwell&Simplorer&Matlab三者的联合仿真实验验证了该容错方案能够实现驱动系统从开路故障状态到缺相容错运行的平滑、可靠切换,有效提高了系统的可靠性。

基于扩展卡尔曼滤波器的电机参数辨识算法

准确的电机参数是无速度传感器交流调速系统设计的前提。运行过程中,由于温度、频率和磁通的影响,电机参数通常会发生变化,特别是,转子电阻和磁链电感的变化直接关系到磁链和转速的辨识精度,影响驱动系统性能。本文通过测量定子电压和电流,基于扩展卡尔曼滤波器(EKF),研究了一种新颖算法,通过将两个基于扩展卡尔曼滤波器模型有机结合,协同工作,实现了对转子电阻、励磁电感、转子磁链和转速在线辨识。仿真和实验结果表明这种新颖的电机参数辨识算法具有较小的辨识误差,可以满足无速度传感器交流调速系统对电机参数准确性的要求。

基于参数自优化的感应电机无速度传感器稳定性研究

感应电机无速度传感器矢量控制系统在低速发电运行时经常出现不稳定现象,用间接磁场定向电压模型求出只与电机机械角频率相关的磁链状态方程,然后对感应电机电压模型进行系统动力学分析,指出电压模型存在多平衡点状况,并采用矢量图对平衡点的稳定性进行分析,得出了电压模型的稳定性判据。最后采用基于参数自优化的电压模型使平衡点的稳定性能得到了改善。仿真和实验结果验证了方法的正确性和可行性。

新型双定子永磁游标电机

永磁游标电机具有高转矩密度,直接驱动等优点,在低速大转矩、宽速度范围运行等领域有较好的发展前景。文中提出了一种新型双定子永磁游标电机,介绍了该电机的结构、工作原理以及磁路走势,并以内、外定子均为4对极为例,利用有限元法与转子内部有隔磁层的电机进行了对比仿真分析,结果表明,无隔磁层的新型双定子永磁游标电机具有转子空间利用率高、电机饱和程度和谐波含量低、气隙磁场增速效果优、输出电压波形正弦性好等优点;通过对外定子齿开辅助槽的方式减小了转矩脉动,提升了电机的性能。

基于寄生参数的功率MOSFET数学建模及损耗分析

为了精确地描述功率金属氧化物半导体场效应管(MOSFET)的开关特性,建立了一种基于MOSFET的寄生参数(Miller电容和寄生电感)的数学模型。该模型中采用拟合法分别构建Miller电容的数学表达式和转移特性的数学表达式,并详细推导了开关过程中电压和电流的数学表达式。针对关断后出现的电压、电流振荡建立的物理等效电路进行了分析。越精确的电压和电流数学表达式越能准确地反映功率MOSFET的开关损耗。仿真实验验证了本文数学分析模型和物理等效电路的正确性和有效性。

基于改进择多滤波无刷直流电机控制系统的研究

提出了一种基于改进择多滤波运行控制的无刷直流电机控制系统,该系统采用DSPIC33FJ32MC204作为主控芯片。3路采样端电压信号与三者均值比较,用来监测反电势过零事件,先后经过特定异或和与逻辑操作后即可获得相应过零事件信息。关断尖压及PWM调制作用可能给系统带来过零事件的误判,为此系统采用只有6个取样特征值的改进择多滤波器滤除干扰,并连续监测2个过零事件取均值后触发换相。实验结果表明系统能够按照理论分析换相运行,系统设计简单有效,具有实用意义。

三相电压对称跌落时无刷双馈发电系统研究

针对无刷双馈发电机(BDFG)在三相电压对称跌落时的控制问题,提出了一种解决方案。首先,根据发电机特点建立了简化降阶模型,分析常规控制策略下控制绕组电压与反电动势之间的不平衡关系,进而提出了一种改进的控制策略。在改进的控制策略中,将电网电压暂降视为一种扰动,并将电压指令值的变化趋势作为扰动补偿项添加到控制绕组指令值中,从而抵消了惯性环节的影响,使系统平稳运行。并通过实验验证了改进控制策略的可行性与有效性。

IGBT有源门极前馈控制方法的研究

为使绝缘栅双极型晶体管(IGBT)稳定高效工作,提出一种基于电流变化率和电压变化率电压反馈的门极驱动方法。在IGBT开通时,与电流变化率成正比的反馈电压反馈到门极;同样,在IGBT关断时,与电压变化率成正比的反馈电压反馈到门极,进而实现对门极电压的实时前馈控制。与传统的门极控制方法相比,开通过程中的电流过冲和关断过程中的电压过冲得到明显的抑制,同时降低了器件的损耗。仿真及实验结果验证了理论分析的正确性与可行性。