基于Modelica纯电动汽车用永磁同步电机仿真

电动汽车是多领域耦合的复杂物理系统.基于多领域统一建模语言Modelica建模,可实现各系统参数无缝求解与优化.在对电动汽车整车性能仿真分析中,电机驱动系统是电动汽车核心部件,其准确性和实用性占据十分重要位置.采用Modelica语言,基于Dymola平台建立永磁同步电机驱动系统仿真模型,结合电机及驱动系统台架测试实验,对电机驱动系统进行检验和校正.在此基础上,以实验纯电动汽车整车仿真验证模型,仿真结果与台架测试结果接近,验证了其正确性与可行性.     

电动汽车用永磁同步电机评述

研制开发电动车的关键主要有两个方面,一是生产高能量密度的电池,二是开发性能优良的驱动系统。在各类驱动电机中,永磁同步电机能量密度高,效率高、体积小、惯性低、响应快,有很好的应用前景。主要介绍了电动车驱动用永磁同步电机的几种常见类型以及目前的研究热点。     

电动汽车用永磁同步电机散热设计与仿真试验

通过热管传热技术快速导出端部绕组的热量,实现电机温升的降低,是解决电动汽车电机高功率密度问题的途径之一。设计了热管装配工艺,利用ANSYS Fluent对2种电机进行有限元模型建立和温度场仿真计算,并制作样机进一步试验。试验结果表明:仿真结果与样机测试结果相近,高温区域位于绕组端部,装有热管的冷却系统电机设计能够有效地降低电机温升。     

电动汽车用永磁同步电机控制器设计

电动汽车逐渐成为人们出行的交通工具之一,对技术可靠性和安全性的要求较高。电机控制器是实现电池直流电源向三相交流电源转换的装置,驱动永磁同步电机(PMSM)输出力能。设计了一款基于瑞萨单片机的PMSM控制器,从元器件选型、硬件保护电路原理、PCB布局、控制算法、结构强度和热分析方面展开分析。最后生产控制器样机并搭建试验平台,对PMSM控制器进行了效率特性测试、发电测试和温升测试。试验结果验证了设计方案的合理性。     

电动汽车牵引用永磁同步电机的场路联合仿真

基于Maxwell 2D和Simplorer联合仿真平台,以1台额定功率20 k W的电动汽车牵引用永磁同步电机为研究对象,建立考虑电机饱和问题和损耗影响的电机牵引系统仿真模型。通过分析恒转矩工作区间i_d=0控制与MTPA控制、高速运行区间id=0控制与弱磁控制的牵引特性,具体对比了电机的磁链、电流、转矩脉动、驱动效率等特性。通过试验测试,验证了仿真方法的正确性,为电动汽车牵引电机调速系统的控制仿真提供了参考。     

电动汽车驱动用永磁同步电机结构分析

针对一款100k W新能源汽车驱动用永磁同步电机低速大扭矩和高速恒功率区弱磁调速范围宽的要求,采用"V"型转子磁路结构。考虑电机实际控制策略在转折转速以内为最大转矩电流比(MTPA)控制,转折转速以上为弱磁控制,结合ANSYS Maxwell对电机主要性能进行了电磁场仿真分析,确定永磁同步电机各主要参数。并对样机进行了空载试验、负载试验。将样机试验测试结果与电磁场仿真计算结果进行对比分析。     

电动汽车用永磁同步电机铁耗计算

为了研究电动汽车永磁同步电机损耗,借助有限元分析软件,依次用正弦等效法、径向切向法和傅里叶分解法逐渐精确分析了永磁电机的磁密波形,从而准确计算出铁心损耗值。用一台额定转速4 500 r/min的永磁电机进行损耗试验及分析,并将分离出的铁耗值与三种方法的计算值比较,验证了三种方法的计算值越来越接近实测值,为进一步进行电机优化设计、减少电机损耗和温升研究奠定了基础。     

纯电动汽车用永磁同步电机温度场计算

以一台额定功率为25 k W的纯电动汽车用永磁同步电机为研究对象,利用集中参数法建立了电机的热网络模型,通过建立其热平衡方程组,计算电机内各零部件的节点温度;同时基于有限体积法,建立了电机的求解域模型,利用Fluent软件计算电机的温度场,并同热网络法求解进行比较。借助于实验平台,对计算结果和实验结果进行对比分析,以验证利用热网络法和有限体积法求解电机温度场的准确性。     

电动汽车用永磁同步电机滑模预测控制

针对电动汽车用永磁同步电机(PMSM)在复杂工况下的转速控制问题,提出了一种基于离散滑模预测控制理论的PMSM转速跟踪控制方法。首先根据PMSM数学模型,建立了转速跟踪误差的离散化模型,然后通过设计滑模预测模型,设定滑模参考轨迹,反馈校正,滚动优化等,得到了滑模预测控制率,实现了PMSM转速的快速跟踪控制。仿真结果表明,所提出的电动汽车用永磁同步电机滑模预测控制方法,可实现转速的快速跟踪控制,且具有良好的抗扰动性能,有助于提高电动汽车的驾乘舒适性。     

电动汽车用分裂绕组永磁同步电机设计

设计了一款新型纯电动物流车用驱动电机,定子采用分裂绕组形式,电机在低速区域工作时绕组全部接入,电机在高速区域工作时绕组部分接入,以替代机械式两档变速箱,拓宽电机高效率工作区域。根据电动物流车所需动力,计算电机的功率和转矩特性曲线,利用解析法和有限元法确定额定工况下电机的转子及定子等电磁参数,再根据实际电压和电流限制优化交直轴磁路,并优化定子绕组分裂比,电机实测实验描绘出电机输出效率map。     

电动汽车用永磁同步电机的发展分析

简要的比较了几种常用电动汽车的驱动系统,并指出了永磁同步电动机的优势。在各类驱动电机中,永磁同步电机能量密度高,效率高、体积小、惯性低、响应快,有很好的应用前景,介绍了电动车驱动用永磁同步电机的目前研究状况以及目前的研究热点和发展趋势。     

电动汽车用永磁同步电机的选型研究

为满足电动汽车轻量化、节能效果,车用永磁同步电机趋于向高扭矩密度、高功率密度、高效率、高转速化方向发展。考虑到控制器的成本控制,则必须限制电机的电流和反电动势,同时电机的振动和噪声也是不可忽视的,这给电机设计选型工作带来挑战。对比分析了四款电机,分别是36槽8极,48槽8极,72槽8极半极式、72槽8极整极式,其中72槽8极选用扁铜线绕组。分析出四款电机的空载反动势、齿槽力波、短路电流、气隙磁密、效率map、径向电磁力波、负载电压、热仿真等。根据分析结果和客户要求,可以指导选择合适产品。     

电动汽车用永磁同步电机最大转矩/电流控制研究与仿真

为研究适合于电动汽车用永磁同步电机的控制方式,在永磁同步电机的数学模型基础上,提出最大转矩/电流控制策略的算法,并通过Matlab/Simulink对最大转矩/电流控制方式和电动汽车部分运行状态加以仿真,确定最大转矩/电流控制适合于电动汽车用永磁同步电机低速运行状态。     

电动汽车用永磁同步电机遗传优化鲁棒控制研究

针对四轮毂式电动汽车车用永磁同步电机的车速跟踪问题和由复杂路况引起的负载扰动问题,建立了永磁电机的状态空间模型。利用鲁棒H∞混合灵敏度方法设计了交轴电流环控制器,并采用遗传算法选取最优的鲁棒加权函数。仿真结果表明,即使在系统外界干扰存在的情况下仍能保证整个系统稳定。该方法可以提高汽车在行驶过程中的抗干扰性能和车速跟踪性能。     

电动汽车用永磁同步电机定子结构固有频率分析

现代电动汽车驱动电机追求高密度低噪声和宽广的速度运行范围,模态频率的准确预测直接影响电磁振动噪声的预测和抑制。该文基于一台48槽8极车用永磁同步电机,研究分析定子绕组结构、绕组浸漆和绕组端部对电机定子结构固有频率的影响。首先,应用解析法估算定子结构的固有频率,将定子铁心(包括槽内绕组)和绕组端部等效成两自由度系统,分析绕组端部对定子固有频率和振型的影响;然后,建立逼近实际电机定子铁心的有限元模型,分析绕组及浸漆对定子铁心固有频率的影响;最后,用锤击模态实验方法验证解析法计算结果的正确性和有限元模型的精确性。     

电动汽车用永磁同步电机效率优化控制研究

降低永磁同步电机的损耗对提高电动汽车一次充电续驶里程有重要的意义。结合矢量控制策略,对最小损耗模型和最大转矩电流比两种控制策略进行了对比研究,前者在分析永磁同步电机损耗模型的基础上,采用加权的方法,实时计算得到永磁同步电机电气损耗最小时的最优励磁电流;后者建立了dq轴电流与转矩的非线性方程组,推导出dq轴电流与转矩的表达式,实现了最大转矩电流比控制。仿真结果表明,与最大转矩电流比控制方案相比,在基于损耗模型的效率优化控制策略下,电机的动态响应更快,效率更高,达到了节能、提高电动汽车一次充电续驶里程的目的。     

电动汽车用永磁同步电机的H∞鲁棒控制

以电动小汽车的轮毂直驱方式为对象,基于永磁同步电机状态空间模型,设计了鲁棒控制器,应用于电动汽车驱动控制.将基于鲁棒控制设计的系统与基于最优控制的系统进行了比较.仿真结果表明,采用鲁棒控制的永磁同步电机系统响应速度快,控制性能好,对负载变化和自身参数扰动具有较好的鲁棒性,能够很好地满足电动汽车的性能要求.     

电动汽车用永磁同步电机在线检测系统设计

首先介绍了电动汽车用永磁同步电机(PMSM)运行特性和控制器输出特点。然后根据GB/T 18488—2015《电动汽车用驱动电机系统》标准规定的技术条件和试验方法,结合电动汽车用PMSM生产工艺规划,设计了电动汽车用PMSM在线检测工艺流程。在此基础上,设计了电动汽车用PMSM在线性能检测的测试系统,系统应用了先进的变频测量技术和计算机控制测量技术,能够按照相关的标准规定很好地完成电机在线性能检测。最后进行试验验证,结果表明:该系统测量精确、运行稳定、操作简便、自动化程度较高,具有较高的设计参考价值。     

电动汽车用永磁同步电机弱磁控制策略综述

结合电动汽车应用,分析了适合弱磁运行的永磁同步电机的结构特点,并在永磁同步电机的数学模型基础上,介绍了应用于矢量控制技术中不同的弱磁控制方法。受车载电源电压的限制,在转折速度以上,电机转速的提升必须依靠弱磁控制。为实现电机的最优使用,通常将弱磁区分为弱磁I区和弱磁II区,提出了多种基于电机模型和鲁棒控制的方法。综合近年来有关弱磁控制研究的发展现状,分类整理了弱磁I区和弱磁II区的弱磁控制方法,指出了各种方法的优缺点。最后,对电动汽车控制系统的最优设计的发展趋势进行了展望。