1. 研究目的与意义
节能与减排是当前汽车研究的主要目的,而电动汽车是未来汽车发展的主流,永磁同步电机在电动汽车上有较大的应用。本课题以此为背景,本课题主要让学生掌握永磁同步电机的原理和控制方法,着重对永磁同步电机进行控制。该设计主要利用Simulink对永磁同步电机建模,利用矢量控制方法对电机进行控制。课题以汽车理论和控制理论为基础知识,能培养大学生的综合知识运用能力、基本工程实践能力和创新意识,激发学生从事科学研究与探索的兴趣和潜能,达到培养学生的目的。
电动汽车的研究作为缓解传统汽车面临的石油短缺以及环境的污染问题而提出的,作为核心部件的永磁电动机而言,它对汽车的正常行驶、安全性有着关键性的作用。
2. 国内外研究现状分析
永磁同步电机即是以永久磁铁励磁的同步电机。随着以钕铁硼为代表的永磁材料的性价比不断提高,永磁同步电机及其相关技术的应用和开发获得广泛关注。经过多年来的技术发展和演变,永磁同步电机根据气隙磁场方向大体可以分为径向磁通式、横向磁通式和轴向磁通式3种类型。
近年来永磁同步电机设计技术进步非常明显,研究者们一直在持续不断地努力致力于提高永磁同步电机的效率、功率密度,降低转矩脉动,提高其性价比。首先,许多高性能的绝缘材料、导磁材料和永磁材料被引入永磁同步电机设计中,以提高永磁同步电机的性能。如为了提高效率,许多学者开始研究用非晶态金属材料来代替硅钢片制作铁心,这种材料的磁导率更高,损耗却只有硅钢的十分之一。日本日立公司的一项研究中,使用非晶材料制作铁心,在采用铁氧体永磁体励磁的情况下,电机效率仍然达到了93%,使得电机性价比大幅提高。
3. 研究的基本内容与计划
研究内容:
1.根据电机学理论,对永磁同步电机系统进行建模;
2.根据永磁同步电机的控制原理,利用矢量控制技术或直接转矩控制技术对电机运行进行控制设计;
4. 研究创新点
(1)应用现代控制理论,考虑如何在过调制区、方波区获得良好的动静态性能等。
(2)广泛应用计算机技术。
