混合動力汽車用永磁式行星齒輪電機控制系統(tǒng)研究.pdf

1、混合動力汽車(hybridelectricvehicles，簡稱HEVs)，在保持傳統(tǒng)燃油汽車特點的同時，能有效提高燃油經(jīng)濟性、大大降低尾氣排放，受到國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注和高度重視。在結(jié)構(gòu)上，混合動力汽車中一般存在所謂的“混合動力合成系統(tǒng)”（也稱機電動力耦合系統(tǒng)或混合動力總成系統(tǒng)），是一種用于將發(fā)動機和電機的兩種動力源進行動力合成、分配以及能量傳遞的部件?；旌蟿恿铣上到y(tǒng)作為混合動力汽車的關(guān)鍵核心部件之一，其性能的好壞直接影響著整車動力

2、性能和燃油經(jīng)濟性，已成為衡量混合動力汽車性能優(yōu)劣的重要標(biāo)志之一。
　　 本文針對混合動力汽車的動力合成系統(tǒng)，提出了一種新型永磁式行星齒輪電機(Magnetic-planetary-gearedPMBLmachine，簡稱MPG-PMBL電機)。該電機通過引入非接觸永磁齒輪傳動理論，將高功率密度、模塊化多相永磁無刷電機與高轉(zhuǎn)矩密度的永磁齒輪直接集成在一起，形成了全新的無刷化、多機械端口電機，有效克服了雙轉(zhuǎn)子電機中內(nèi)層電機功率等級受

3、空間限制、存在集電環(huán)、電刷的不足。該電機通過采用永磁式行星齒輪，在繼承機械式行星齒輪動力合成優(yōu)點的同時，實現(xiàn)了非接觸式的能量傳輸，有效降低了運行噪聲和振動，具有效率高、可靠性高和過負載保護等優(yōu)點。本文主要介紹了MPG-PMBL電機基本結(jié)構(gòu)和工作原理，試制了原理樣機，構(gòu)建了基于DSP的MPG-PMBL電機驅(qū)動控制系統(tǒng)，并進行了初步實驗驗證。初步研究表明，該類電機通過永磁式行星齒輪，實現(xiàn)了非接觸式能量傳輸，在滿足混合動力汽車場合不同動力源合

4、成的同時，具有轉(zhuǎn)矩密度大，效率高，噪音低、可靠性高等優(yōu)點，在混合動力汽車等多動力源合成場合具有一定的應(yīng)用前景。
　　 論文的主要研究成果如下:
　　 1.提出了結(jié)構(gòu)新穎的MPG-PMBL電機，并詳細介紹了其工作原理和數(shù)學(xué)模型;
　　 2.基于Ansoft和Simplorer平臺，構(gòu)建了MPG-PMBL電機模型及其混合動力合成系統(tǒng)仿真模型，深入分析了MPG-PMBL電機的電磁特性，并對汽車運行于不同工況下機械功率流

5、與電功率流之間的傳輸配比關(guān)系作了詳盡的仿真分析;
　　 3.搭建了基于TMS320F28335DSP控制芯片的MPG-PMBL電機控制系統(tǒng)實驗平臺，設(shè)計了軟件、硬件相結(jié)合的驅(qū)動及保護電路，并編寫了軟件控制程序，為實驗驗證奠定了基礎(chǔ);
　　 4.實驗驗證了MPG-PMBL電機的穩(wěn)態(tài)及動態(tài)性能，并模擬驗證了不同工況下，基于MPG-PMBL電機的混合動力合成系統(tǒng)電功率流與機械功率流的傳輸特性，為MPG-PMBL電機在混合動力領(lǐng)