纯电动汽车用永磁同步电机转矩控制仿真研究

基于纯电动汽车低速下的行车要求及永磁同步电机的结构特点,分析电机低速下转矩输出实现采用的最大转矩电流比控制方法;利用Matlab/Simulink工具对控制算法进行仿真分析。仿真结果证明这种控制方式可以满足电动汽车低速大转矩的行驶需求。     

交流永磁电机在电动汽车中的应用与调控策略

交流永磁同步电机以其结构紧凑、运行可靠、效率高、转矩密度高等优点,被各品牌电动汽车广泛应用于驱动系统中。本文从了解汽车行驶状态、永磁同步电机的结构特点以及对电动汽车驱动系统的要求出发,阐述永磁同步电机在电动汽车上的应用与调控技术。     

电动汽车用模糊PID控制的PMSM控制器策略研究

由于电动汽车行驶工况环境复杂,所以有必要提高永磁同步电机(PMSM)控制器的动态控制性能与抗干扰能力,通过对永磁同步电机的数学模型的分析,结合矢量控制原理,建立id=0控制下的永磁同步电机调速系统的仿真模型,提出了一种基于模糊PID控制原理的速度环控制策略。通过对模糊PID控制方法的仿真实验,不仅减少了速度环的调节时间,也能增强抵御来自电流环(或力矩环)的干扰,验证了所设计的基于模糊控制PID策略下的电机运行具有良好的性能,可以有效提升电动汽车的动力性能。     

电动汽车用永磁同步电机永磁体最佳工作点分析

永磁同步电机应用在电动汽车及混合动力汽车上已经十分普及,不仅因为永磁同步电机具有尽可能宽广的弱磁调速范围,能够在电机最大功率不变的条件下提高电动汽车的起动加速能力及低速爬坡能力,而且永磁同步电机具有较高的功率密度比。应用在电动汽车上,更为有效地降低电动汽车的质量,从而提高电动车效率。     

基于MATLAB的电动汽车永磁同步电机特性仿真

通过MATLAB中Simulink模块对永磁同步电机建立仿真模型,对永磁同步电机的机械特性、启动特性、调速特性以及制动特性进行仿真,通过对仿真结果的分析,从而能够达到为电动汽车传动系统的设计提供计算参数的目的。     

EPS用永磁同步电机弱磁控制研究

针对驾驶员在快速操纵方向盘时手感沉重的问题,分析电动助力转向系统(Electric Power Steering System,EPS),用永磁同步电机的调速原理,将问题的原因归结为电机的调速范围有限。提出了以方向盘角速度为判断依据,低转速下在转矩环中进行id=0控制,高转速下在转速环中进行弱磁控制的控制策略,并根据某型号永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)给出了具体工程实现方法,进行Matlab/Simulink仿真分析及硬件在环试验。仿真及试验结果验证了所提方案的有效性。     

纯电动汽车传动系统-电机结构参数协同设计优化

提出一种纯电动汽车传动系统与电机结构参数协同设计优化方法，来提高纯电动汽车动力性与经济性，同时降低永磁同步电机齿槽转矩以降低电机的振动噪声。首先，以电机结构参数为输入，额定转矩与齿槽转矩为输出，开展了基于电机多参数仿真和不同机器学习预测模型精度的研究，并建立永磁同步电机额定转矩和齿槽转矩的高精度机器学习预测模型；其次，利用电机基本设计参数（额定转矩、峰值转矩、额定转速、峰值转速）以及峰值效率构建永磁同步电机效率map图的快速预估数学模型；再次，基于电机齿槽转矩预测模型以及电机效率map图的快速预估数学模型，建立电机结构参数与效率特性的映射关系；最后，以电机结构参数和传动比为优化变量，整车动力性、经济性以及电机齿槽转矩为优化目标，运用遗传算法进行多目标优化。仿真结果表明，相较于优化前，优化后的整车性能0-100 km/h加速时间缩短了27.3%,15 km/h最大爬坡度提高了40.5%,WLTC工况能耗减少了1.6%，电机齿槽转矩降低了42.2%。     

电动汽车用永磁同步电机自适应PI控制仿真分析

为提高永磁同步电机矢量控制系统的响应速度,提高系统鲁棒性,文章使用一种自适应比例积分（PI）矢量控制策略对传统矢量控制进行改进。文章根据一款混合动力电动汽车用永磁同步电机的相关参数建立了电机模型和传统矢量控制仿真模型;设计了基于BP神经网络的自适应PI控制器,对传统矢量控制模型进行了改进;最后对两种控制系统转矩突变的工况进行了仿真对比和分析。结果表明：与传统矢量控制策略相比,设计的基于BP神经网络的自适应PI矢量控制策略能够有效提高系统的响应速度,增强控制系统的鲁棒性,满足了车用电机的使用要求。     

电动汽车驱动用IPM电机全工况控制策略整合

建立了一套完整的电动汽车驱动控制算法,以便在满足电机大转矩启动、高效率运行、宽范围调速的前提下,使电动汽车的动力自动适应不同的行驶工况。在凸极式永磁(IPM)同步电机启动、运行、调速等矢量控制策略的前期研究基础上,整合了面对不同行驶工况的驱动电机控制算法;利用矢量控制的电压限制和电流限制,在IPM电机的不同运行区域,在不同控制策略之间,可随工况变化而相互切换。在电动汽车实际负载、工况条件下,搭建仿真模型和实验平台。结果表明:该切换算法实现了不同工况对应控制策略的平滑切换条件和控制策略。因而,验证了这种全工况控制策略整合的有效性和可行性。     

电动汽车用内置式永磁同步电机气隙磁场解析建模与多目标优化

为提高电动汽车用内置式永磁同步电机气隙磁场解析计算精度和优化效率，利用混合解析法建立考虑转子铁心磁桥饱和效应的电机气隙磁场参数化解析模型。首先利用联合等效磁路法的子域法建立内置式永磁同步电机开路气隙磁场解析模型；然后利用同样方法建立转子磁桥虚拟磁场解析模型，从而得到考虑转子磁桥饱和效应的电枢反应磁场解析模型；最后通过叠加原理建立内置式永磁同步电机合成气隙磁场解析模型。通过有限元仿真和转矩测试验证内置式永磁同步电机气隙磁场解析模型的准确性。基于所建立的解析模型，以永磁体极弧宽度、定子槽口宽度和转子端部磁桥厚度为优化变量，以特定阶次频率的径向力波、转矩和效率为优化目标，利用带精英策略的非支配排序遗传算法，对一台电动汽车用内置式永磁同步电机样机进行多变量多目标优化。研究结果表明：与试验结果相比，解析计算误差小于5%,而计算时间较有限元仿真缩短90%以上；优化后，电机特定阶次频率的径向力波减小了9.2%,最大转矩提升了2.49%,最大效率提升了0.69%,高效区面积扩大了约54.46%;所提方法既解决了内置式永磁同步电机强非线性和高饱和的解析建模共性难点，又极大提高了电机多目标优化效率；研究可...     

基于模糊PID的电动汽车用永磁同步电机矢量控制仿真研究

为了解决传统固定增益PID的永磁同步电机矢量控制系统响应速度过慢、稳态性能差、转矩脉动较大等不足,文章利用具有参数自整定功能的模糊PID控制器对矢量控制系统进行改进,在Matlab/simulink环境下建立了永磁同步电机的矢量控制系统模型,对PMSM电机的位置控制和突加负载情况进行了仿真研究。仿真结果表明:模糊PID控制器可显著提高系统鲁棒性,很好地满足了永磁同步电机高精度、快响应的控制要求。     

田口法在永磁同步电机优化设计中的应用

为了改善电动汽车用永磁同步驱动电机的振动噪声,以降低永磁同步电机的转矩波动和齿槽转矩为优化目标、增大单位磁钢宽度的平均转矩和直轴电感为约束条件,选取"V"型转子磁极结构中永磁体槽的位置、尺寸和磁钢宽度等参数作为优化设计变量,在仿真实验中采用田口法设计,选出最优的参数组合方案。仿真结果表明:田口法优化后的相关性能相比于原机方案得到了全面提升,仿真结果验证了田口法在车用永磁同步驱动电机电磁性能优化设计中的有效性和实用性。     

齿槽转矩在电动汽车永磁同步电机的磁钢退磁检测中的应用

解析电动汽车永磁同步电机的磁钢退磁的原因,对磁钢失磁的检测方法作了简述,提出通过检测永磁同步电机齿槽转矩的变化,直接判定磁钢是否失磁及其失磁程度。     

EPS用永磁同步电机的2自由度内模控制研究

针对电动助力转向用永磁同步电机采用了一种2自由度内模转矩控制方法,通过调整控制参数,可分别设定系统的跟随性和对干扰及噪声的抑制特性,仿真得出的电机控制效果在台架实验中得到了验证。     

基于随机梯度下降的永磁同步电机弱磁扩速控制

为提高永磁同步电机的额定转速,并解决电机在弱磁区域输出电压方向递减信息存在的大纯滞后问题,文章提出一种随机基于梯度下降的永磁同步电机弱磁扩速控制方法。首先,分析永磁同步电机稳态运行原理,并建立永磁同步电机数学模型,采用静止三相/两相方法进行坐标变换;然后,在此基础上提出一种提高电机在额定转速、克服输出电压方向信息大纯滞后的方法;最后,与最大转矩/电流控制方法进行对比,通过MATLAB/Simulink进行仿真实验测试算法的性能。实验结果表明,该控制方法可以提高电机的额定转速,有利于克服电机在弱磁区域输出电压方向递减信息大纯滞后所导致的控制精度低等问题。     

纯电动汽车永磁同步电机矢量控制仿真研究

随着汽车领域电动汽车的发展正如火如荼的进行,对其动力驱动系统(即电机驱动)需要达到更高的要求和精确的控制。对于车用电机,需要做到小体积,大功率,快响应,高效率等诸多要求,以此来实现纯电动汽车的各工况稳定运行。与其他类型的电机相比,永磁同步电机因其结构简单,调速范围宽,可控性好等优点成为电动汽车用主流的电机~([1])。通过建立PMSM的数学模型和空间矢量算法,得到一种转速,电流双闭环控制方法。以此方法建立PMSM空间矢量控制Simulink模型,并且进行仿真分析。     

电动汽车用永磁同步电动机的退磁特性分析研究

电动汽车要求其配置的永磁同步电机具备效率高、体积小及调速范围宽等特性,因此电机容易受温度及定子反向磁场作用而导致永磁体退磁,从而在工作转速范围内影响电机性能和运转可靠性。结合永磁体的退磁曲线,提出了永磁同步电机热稳定性及磁稳定性的数值分析方法,介绍了电机退磁的判断方法,并找出永磁体的退磁温度及工作点,为永磁同步电机的磁路设计提供了参考依据。     

EPS用永磁同步电机准无位置传感器控制

提出一种准无位置传感器控制方法,用于电动助力转向系统用永磁同步电机转矩的控制。该方法采用霍尔传感器对D状态观测器位置估算值进行校正和补充,省略了高分辨率位置传感器及信号处理电路,降低了硬件成本。通过D状态观测器和霍尔传感器两个位置估算值的信号冗余,提高了系统的可靠性。仿真结果表明:采用该控制方法使电机转矩波动指标达到电动助力转向系统的要求。     

不同驱动系统下纯电动汽车关键性能对比研究

为比较纯电动汽车不同驱动系统的关键性能,基于同一整车参数和某公司提供的可变绕组永磁同步电机试验数据,对纯电动汽车电机驱动系统开展了相关研究。基于精英保留遗传算法和动态规划理论,对单挡、两挡电控机械式自动变速器驱动系统的速比进行了设计优化。采用了精英保留遗传算法和动态规划理论对系统速比进行设计优化,并对可变绕组永磁同步电机绕组切换过程进行了动力性和经济性设计。仿真结果表明,在动力性上,两挡自动变速器驱动系统的加速性能最优;在经济性上,可变绕组永磁同步电机驱动系统的百公里能耗最小,单挡自动变速器驱动系统的动力性和经济性表现最不理想。     

某款纯电动客车驱动电机设计及仿真分析

针对某款纯电动城市客车的整车性能参数进行永磁同步电机的匹配设计,对永磁同步电机进行静、动态仿真分析,并给出直轴与交轴电枢反应电感和电磁转矩的计算结果。