电动汽车用开关磁阻电机驱动系统设计及优化.pdf

电动汽车用开关磁阻电机驱动系统的设计与优化是当前电动汽车驱动技术领域中的一个重要研究方向。开关磁阻电机（Switched Reluctance Motor，SRM）驱动系统具有结构简单、成本低廉、可靠性高、性能优越等优点，因而成为电动汽车驱动系统的理想选择之一。然而，开关磁阻电机在运行中会产生较大的转矩脉动，这对电机本身和电动汽车传动机构都是有害的。同时，电机的效率直接决定了电动汽车的续航里程，因此，在电动汽车驱动系统设计中，如何降低转矩脉动、提高电机效率，以获得良好的牵引特性，显得尤为重要。 为了达到优化开关磁阻电机驱动系统动态特性的目的，研究人员建立了动态仿真模型，并分析了负载转矩、开通角（即导通角）、关断角对转矩脉动及电机效率的影响及其规律。在此基础上，提出了针对开关磁阻电机控制参数的双指标同步优化方法，即通过降低转矩脉动和提高电机效率，同步优化电机的动态特性。文章中提到的优化方法，基于负载转矩与电机转速的可变开通角、关断角控制参数模型，被用来对系统进行动态特性优化。 在开关磁阻电机驱动系统优化的研究中，主要有两种改善动态特性的方法：一种是对电机定子、转子以及绕组形式等结构参数进行电磁设计优化。这种优化方法能够从电机结构本体上改善电机的动态特性，但缺点是电机参数组合较多，电机整体性能优化较为困难；另一种方法是基于现代控制理论的优秀控制算法，如模糊补偿控制、滑模控制、自适应控制、人工神经网络控制等，用以提升电机的动态特性。这种方法实现起来比较容易，应用也较为广泛，但目前的研究多集中于对转矩脉动的单目标优化与控制，对转矩特性及电机效率的整体改善考虑不足。 针对现有研究的不足，本文提出了一种新的同步优化策略，通过设定权重因子，优化开通角、关断角作为负载转矩和转子速度的函数。通过对比分析优化策略结果和实验结果，发现所提出的双指标同步优化策略能够有效地降低转矩脉动和提高电机效率，从而优化开关磁阻电机驱动系统的动态特性。 为了更具体地理解开关磁阻电机驱动系统的设计与优化，以下为几个关键知识点： 1. 开关磁阻电机驱动系统的优点包括结构简单、成本低廉、可靠性高以及性能优越，这使得其成为电动汽车驱动系统的首选方案。 2. 转矩脉动的产生及其对电机和电动汽车传动机构的危害是当前需要关注并解决的主要问题之一。 3. 电机效率直接决定了电动汽车的续航里程，因此，提升电机效率是电动汽车驱动系统设计的一个重要目标。 4. 开关磁阻电机的非线性特性使得动态特性优化设计更加复杂困难。 5. 通过电磁设计优化和控制算法优化两种方法可以改善开关磁阻电机动态特性，但是存在各自的优势和局限性。 6. 文中提出的基于负载转矩与电机转速的可变开通角、关断角控制参数模型，能够有效实现电机控制参数的双指标同步优化。 以上几点总结了电动汽车用开关磁阻电机驱动系统设计及优化的核心内容和研究方向。通过这些理论和技术的应用，可以有效地降低电动汽车的转矩脉动和提高其续航能力，对推动电动汽车行业的发展具有重要的意义。