文档介绍：清华大学
攻读硕士学位研究生选题报告
研究生皮秀学号 2008210536
院(系、所) 电机工程与应用电子技术系
学科电气工程
指导教师王善铭职称副教授
2009 年 5 月 30 日
目录
3
2. 电动汽车介绍: 3
电动汽车的特性: 3
电动汽车用电动机的特殊要求: 4
电动机车的力学模型 5
动力性能指标 5
汽车的驱动力 5
额定功率的选择: 5
不同电动汽车性能参数列举 6
电动汽车的机械特性 7
3. 永磁同步电动机结构特征及数学模型 8
永磁同步电动机的结构特性 8
正弦波永磁同步电动机数学模型 8
4. 永磁同步电动机的弱磁控制 11
弱磁控制的原理 11
永磁同步电动机的控制策略 12
13
控制策略角度 13
电机参数角度 15
电机本体结构角度 15
6. 课题的研究目的、主要内容和具体方案 16
课题研究的主要目的 16
课题的主要研究内容 16
研究计划安排 16
参考文献 17
用于电动汽车的永磁同步电动机弱磁控制的研究

随着世界人口的增加和经济的发展,汽车的数量急剧上升,预计在50年之内,全球的汽车将增加到2亿5千万辆。如果这些汽车都采用燃油提供动力,将需要大量的燃油供应,并会对自然环境造成巨大的污染。因此世界各国都致力于新能源的开发和研究,以应付巨大的能源需求,缓解环境的污染[1]。
电动汽车具有节约石油资源、减少大气污染等优势,是汽车工业解决能源危机和环境污染这两大突出难题的重要途径,有着广阔的应用前景和巨大的发展空间。电动汽车主要由3个子系统组成[2]:电气驱动系统、能源系统和辅助系统。其中,电气驱动系统作为电动汽车的核心,其性能和效率的好坏直接影响到电动汽车的整体效率,因此,如何提高和改善电气驱动系统的性能对电动汽车的发展有着十分重要的研究意义和应用价值。
电动汽车对于驱动系统的基本要求是:低速时能输出大的转矩,以适应快速起动、加速、负荷爬坡等要求,高速时能实现宽范围的恒功率调速,适应高速行驶,超车等要求。永磁同步电动机利用弱磁控制,来扩大调速范围,较强的弱磁性能能够在逆变器容量不变的情况下,提高电动汽车的快速起动、加速能力以及低速爬坡能力;或者说在保持系统性能不变的前提下,降低电机的最大功率,从而降低逆变器的容量。
目前,随着永磁材料的发展,永磁同步电动机具有体积小、效率高和功率密度高等明显优点,已经成为世界各国电动汽车研究和发展的重点。因此,为了满足和提高电动汽车驱动系统的基本要求,对永磁同步电动机进行弱磁控制研究有着重要的意义。
2. 电动汽车介绍:
电动汽车的特性:
电动汽车是以电池为动力的汽车,与燃油汽车有显著的区别。
,噪声低
电动汽车无内燃机汽车工作时产生的废气,不产生排气污染,对环境保护和空气的洁净是十分有益的,有“零污染”的美称。众所周知,内燃机汽车废气中的CO, HC及、微粒等污染物易形成酸雨酸雾及光化学烟雾。
电动汽车无内燃机产生的噪声,电动机的噪声也较内燃机小。噪声对人的听觉、神经、心血管、消化、内分泌、免疫系统也是有危害的。
但是,使用电动汽车并非绝对无污染,例如若使用铅酸蓄电池做动力源,制造、使用中要接触到铅,会造成一定的污染,报废的铅酸电池需要在回收过程中严格控制。蓄电池充电所用的电力,在用煤炭作燃料时会产生CO,、粉尘等,但在发电厂控制污染要比对每一辆车分别控制污染容易些。
,多样化
电动汽车的研究表明,其能源效率已超过汽油机汽车,特别是在城市运行,汽车走走停停,行驶速度不高,电动汽车更加适宜。电动汽车停止时不消耗电量,在制动过程中,电动机可利用回馈实现能量的再利用。
另一方面,电动汽车的应用可有效地减少对石油资源的依赖,可将有限的石油用于更重要的方面。向蓄电池充电的电力可以由煤炭、天燃气、水力、核能、太阳能、风力、潮汐等能源转化。除此之外,如果夜间向蓄电池充电,还可以避开用电高峰,有利于电网均衡负荷,减少费用。
,使用维修方便
电动汽车较内燃机汽车结构简单,运转、传动部件少,维修保养工作量小,当采用交流感应电动机时,电机无需保养维护,更重要的是电动汽车易操纵。
电动汽车的缺点是动力电源成本高,续驶里程短。目前电动汽车尚不如内燃机汽车技术完善,尤其是动力电源(电池)的寿命短,价格昂贵。电池的储能量小,一次充电后续驶里程不理想。
随着国际油价的飘升,