纯电动汽车异步电机毕业设计(6)

2025-07-21

杭州电子科技大学信息工程学院本科毕业论文

(4)在转矩给定指令值Teta计算模块中,结构图4-5如下。

1iqF(u)2Phir3wm1Gain2Gain1KTS/(Z-1)1Add1Teta

图4-5 转矩给定指令值计算模块结构图

(5)在定子电流转矩分量计算模块中,结构图4-6如下。

1Te*Muxu[1]*0.341/(u[2]+1e-3)11iq

图4-6 定子电流转矩分量计算模块结构图

(6)在磁通量计算模块中,结构图4-7如下。

H=1/(1+T)1IdLmDistrete Tranfer Function34.7e-3T=0.1557s1Phir

图4-7 磁通量计算模块图

(7)在定子电流励磁分量id*计算模块中,结构图4-8如下。

1Phir*-K-KF图4-8 定子电流磁分量计算结构图

1Id* 4.3参数设置

异步电机参数:阻尼系数D=0.1;转子自感Lr=2mH;定子互感Lm=69.31mH,额定线电压380 V;转子内阻Rr=0.816?;转动惯量J设为1.662;定子内阻

Rs=0.435? ;定子自感Ls =4mH;极对数np为2。

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其他参数设置:电流控制器滞环宽度H=20A;逆变器直流电源Vcd =780 V;器件导通压降Vf=0.8 V;器件关断时间T= l?s;磁通值 Phir*=0.96 W b;转速控制器参数K=20,Ki =0.01;输出转矩限幅 300 N·m;缓冲电路电容Cs=inf;缓冲电路电阻=l000?;器件内阻R=1m?;系统中积分采样器周期Ts =2?s[16]

4.4仿真结果分析

综合以上系统仿真模型及参数设置,利用Step输入信号对系统进行恒速加载试验,得出仿真波形,如图4-10。仿真波形显示,在0. 035S时系统增负载400N·m,电机输出转矩随之增大。如图4-10所示曲线,通过观察下面两个转矩和转速曲线,可以看出此仿真调速系统具有良好的动态静态性能,响应时间 0.03S,响应迅速,转速和转矩均没有很离谱的超调,稳态误差较小,转矩脉动小,基本满足产业规划中电动汽车各个性能指标要求,实现瞬时高动态调速。负载变化或转速变化时,电机又能很快重新稳定。仿真结果表明交流电机矢量控制方法具有良好的动静态性能,较强的适应能力和抗干扰能力。仿真结果验证了该系统构建方法的可行性和正确性。

4.5结论

在熟悉矢量控制理论来实现具体异步电机控制项目期间,进行基于Matlab/Simu1ink的异步电机的矢量控制仿真是必要的。本文利用Matlab/Simulink 软件中电气系统模块构建了矢量控制系统的仿真模型,这种模型构造方法无需编程、实现容易、直观灵活、便于扩展、修改方便。该模型仿真结果表明了电机转速、转矩响应较快,系统运行平稳,具有良好的动、静态特性,验证了交流电机矢量控制的有效性和可行性,这与真实情况完全相符[17]。这种仿真模型为高性能的异步电机控制系统的开发与设计提供检验方法和手段。通过各个参数的调节和得出的相应仿真波形,对矢量控制原理和PI调节有了更深的理解,同时验证了此系统对异步电机调速的可行性,为下一步高性能的异步电机调速系统的设计与开发提供了一定的参考价值。

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图4-9 异步电动机矢量控制系统的仿真模型

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图4-10仿真输出波形图

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第五章全文总结与展望

5.1总结

本文以纯电动汽车为对象,利用仿真分析的方法,对纯电动汽车的整车及与电机控制的相关理论与方法进行了仿真研究。其主要研究的内容为:

(1)通过对驱动电机进行比较研究,为在满足设计目标的条件下驱动电机的合理选型和参数的合理选择与匹配提供了依据;

(2)对驱动电机的数学模型进行分析,给出其转矩和运动方程、电压方程、磁链方程,以及不同坐标系下三相异步电动机数学模型在此基础上,基于MATLAB/Simulink 仿真平台,建立了电机控制系统的仿真模型;

(3)基于仿真软件 MATLAB/Simulink,对纯电动汽车异步电动机的控制系统建立仿真模型,探讨算法对三相异步电机控制的影响,论证算法对提高异步电机励磁绕组所产生的磁链旋转质量,使其速度加快,及时跟随电机对转速的调节需求,有效地提高了电机的动态特性,对实现电机的良好控制有着良好的作用。

5.2展望

随着电动汽车变成世界各国研究开发的热点,电动汽车异步电机的高效节能控制成为人们关注的重要课题。传统的变频调速控制方法已不能满足它的要求。矢量控制是新型的先进的变频控制技术。由于其矢量控制可以实现与直流电机基本相同的控制调速特性。在额定转速以下实现恒转矩控制,额定转速以上恒功率控制。矢量控制将成为各个变频调速领域中的重要方法。

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