电动汽车用高功率电机控制器设计与验证∗

针对电动汽车控制器高功率密度的要求,开发了一款高功率电机控制器.阐述了该控制器的结构设计方案和电气原理,并对硬件和软件的设计方案进行了详细介绍,提出了基于单面散热IGBT模块的高功率控制器设计方案,并针对该高功率控制器的散热效果进行了仿真研究.最后,对高功率电机控制器进行了台架试验,试验结果表明,所设计的高功率电机控制器具有良好的控制器性能和更高的功率密度.     

定时约束下城市轨道列车节能牵引算法的研究

根据国内外列车节能研究的最新成果,综合利用既有的节能优化操纵方法,在起动阶段使用最大牵引力,在中间允许过程使用锯齿形运行策略,通过调节在停车制动阶段惰行点位置及速度波动范围,使用多质点模型,设计了定时约束下城轨道节能牵引算法,建立了定时约束下列车节能运行的计算机仿真系统.根据实际运行环境中城市轨道交通车辆的实例分析,能够实现在定时条件下的列车节能运行.系统计算速度快,人工干预方便,可以满足列车运行现场的实际需求.     

基于温度实验的永磁同步电机损耗分离方法

为了研究内置式永磁同步电机在不同工况及不同温度情况下永磁电机各部分的损耗,首先,基于运行参数及温度对永磁电机各损耗进行仿真,并建立基于运行参数及温度的损耗模型。在永磁电机定转子各部分预埋测温元件,采用变工况温度实验进行永磁电机温度及损耗实验。然后,结合电机导热特性及测温元件布置建立永磁电机等效热网络模型,通过永磁电机在不同工况下的温度及总损耗实验结果,采用扩展卡尔曼滤波算法对永磁电机进行各损耗的分离。最后,将分离出来的损耗与实测总损耗和计算损耗模型结果分析进行对比,验证损耗分离方法及基于工况和温度损耗模型的正确性。     

考虑永磁体温度的全工作域下永磁电机参数模型分析

针对永磁体(PM)温度效应对电机磁链及电感参数的影响,以及由此引起的永磁电机(PMM)控制中控制误差问题,本文结合有限元仿真(FEM),对永磁体温度效应与电机参数的关系在永磁电机全工作域下进行深入研究,并以此优化永磁电机控制策略中的最大转矩电流比与弱磁控制曲线。首先,利用冻结磁导率法研究了永磁体温度对于永磁磁链与交叉耦合互感的影响,提出基于永磁体温度以及交叉耦合影响下的全工作域下的交直轴电机电感模型。其次,基于以上模型利用寻优法获得最大转矩电流比以及弱磁控制策略下的电流运行轨迹,并分析永磁体温度造成的电流轨迹偏差。最后,通过永磁电机温升实验验证本文所提电机电感参数模型的准确性,结果显示该模型能有效考虑到永磁体温度变化对电机输出能力的影响。     

一款48 V BSG电机控制器开发与验证

针对轻型混合动力汽车开发了一款48 V带传动一体化起/发电机(BSG)电机控制器。阐述了该控制器的总体设计方案,对BSG电机控制器的结构、硬件、软件进行了分析,提出了基于功率MOSFET模块的风冷电机控制器设计方案,并对风冷散热板进行了热仿真,研究了MOSFET模块散热效果。最后,对试验样机进行了台架测试,由测试结果可以看出,所设计48 V BSG电机控制器具有良好的控制效果。     

基于热网络法的永磁电机温度在线估计

将集总参数热网络（LPTN）模型应用于永磁电机温度在线估计能够预防电机因过温而造成的电机损坏,特别是降低永磁体的不可逆退磁风险,提高永磁电机使用的安全性。该文首先针对LPTN模型应用于温度估计过程中存在灰度模型的不确定性,对永磁电机LPTN模型进行比较,建立不同节点的低阶灰箱永磁电机LPTN模型。搭建永磁电机变工况温度实验平台,基于实验数据进行模型对比分析,得到用于永磁电机在线温度估计的最优节点数LPTN模型。同时为克服扩展卡尔曼滤波算法出现的滤波发散及热阻参数在变工况下非线性导致温度估计累积误差问题,利用加权多新息强跟踪扩展卡尔曼滤波（WMI-STEKF）算法对永磁电机LPTN模型进行在线参数辨识及温度估计,将温度估计误差降低至3℃,提高非线性系统在变工况条件下参数辨识过程的鲁棒性。最后,通过仿真和温度实验结果对比分析,证明该方法的正确性和准确性。     

基于BP网络的电动汽车用无刷直流电机转矩角控制技术研究

无刷直流电机低速下存在电枢反应,影响电机出力,并造成转矩脉动;而高速下又需要弱磁控制,以拓展恒功率范围.因此,转矩角控制是至关重要的因素.转矩角控制的目的是寻找最佳电流超前相角,由于电流超前相角与转速、转矩的非线性问题,传统的确定该角度的方法都是基于某种假设,因此与实际运行情况存在相当的差异,难以应用于工程实践当中.BP神经网络具有强大的非线性映射能力,可以解决转矩角控制中的非线性问题.针对全转速范围,提出了基于BP网络的无刷直流电机转矩角控制技术,将实验数据作为训练样本利用动态全参数自适应学习算法进行离线训练,网络收敛后用作在线控制.实验结果表明,该方法可以使无刷直流电机及控制系统在全转速范围内运行于高效区,满足电动汽车对驱动系统的要求.     

基于BP网络的电动汽车用无刷直流电机相角控制技术研究

无刷直流电机低速下存在电枢反应,影响电机出力;而高速下又需要弱磁控制,以拓展恒功率范围。因此,相角控制是至关重要的因素。BP神经网络具有强大的非线性映射能力,可以解决电流超前相角与转速、转矩之间的非线性关系。提出了基于BP网络的无刷直流电机相角控制技术,将实验数据作为训练样本进行离线训练,网络收敛后用作在线控制。实验结果表明,该方法可以使无刷直流电机及控制系统运行于高效区,满足电动汽车对驱动系统的要求。     

碳化硅控制器用高效散热器开发与验证

针对碳化硅控制器高效散热的需求开发了一款碳化硅控制器用高效散热器.介绍了该高效散热器的结构和工艺设计方案,应用该散热器开发了一款碳化硅控制器,并通过有限元热仿真研究了该散热器在碳化硅控制器中的散热效果.最后制造碳化硅控制器样机进行台架测试,结果表明开发的高效散热器具有良好的散热效果,可满足碳化硅控制器的散热需求,对于电...     

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。