基于TC1728N192永磁同步电机控制器的设计与研究

【摘要】当今世界的能源瓶颈和环境污染使得新能源汽车产业受到了巨大挑战。电动汽车有噪声小，排放少及能耗低的优势，使其未来市场份额、发展前景十分广阔。电机及其控制性能的好坏是影响电动汽车动力性和经济性的关键因素，所以研发高性能的电机控制器对我国电动汽车在性能优势和国际竞争力方面具有重要意义。本文对电动汽车永磁同步电机控制器的开发及过程中的控制响应、转矩性能及反电动势等问题进行了研究。首先，通过浏览国内外相关文献，分析永磁同步电机结构和特点，简述永磁同步电机的坐标变换原理，结合数学模型阐述基于id=0的转子磁场定向矢量控制基本原理。详细推导出基于电机模型基础上的双闭环调速系统。本文借助Matlab/Simulink平台，对永磁同步电机矢量控制系统中的各部分进行建模仿真，其中包括电机仿真模型、SVPWM仿真模型等。实现永磁同步电机矢量控制系统模拟仿真实验，获得了与理论分析相致的仿真实验结果，验证了仿真模型的有效性。其次，本文选用英飞凌公司的TC1728N192芯片作为控制核心，分析硬件系统中主控板和驱动板的硬件电路，根据控制系统要求制定软件系统流程方案。设计了水冷式外壳，降低工作过程中控制器的温度。同时基于LABVIEW平台设计了可灵活配置通讯协议的上位机测试软件。详细介绍了该测试软件的前面板及程序框图，为后期的实验测试做准备。最后，对控制器和永磁同步电机整体系统做了大量的台架调试和实车试验。实验模拟加载、加减速及定电流等工况，采集永磁同步电机控制系统的输出信号，分析该系统的动力性、控制效率和控制响应性。新开发的电机控制器有效提高电机控制器的响应度和精度，基本满足电动公交对电机控制器的要求。
【作者】闫伟；
【导师】杨世文；
【作者基本信息】中北大学，车辆工程，2014，硕士
【关键词】永磁同步电机；仿真模型；矢量控制；LABVIEW；

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