无刷直流电机在电动汽车中的应用研究

１ 电 力驱动 系统
电力驱 动 系统 是 电动 汽 车 的心脏 ，它 的主 要 功能
是 使 电能转 变 为机 械 能 ，并通 过 传 动系 统 将 能量传 递 到 车轮 ，驱 动 车辆 行 驶 。其 基本 构 成有 ２部分 ：电力 部 分和 机械 装置 。 典型 的 电动 汽车 电力 驱动 系 统功 能块 示 意 图如 图
㈢ ＋
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无刷 直 流 电机 产 生 的反 电动 势 为梯 形波 ，是非 正
弦波 ，因此 难 以采 用坐 标 变换 分 析 。应 直接 在本 身 的
相 变量 上 建 立 数 学 模 型 。 由参考 文献 （ ）可 知 ， 如 ２
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一 １ ｆｌ Ｍ／ ｔ 。 ｗ ／
关键词： 电动汽车 ； 直流电机 ： 数学模 型
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ｃ ， Ｔ。
电动汽 车要 求其 电驱 动 系统具 有 高可靠性 、高性 能 、高效 率 、低 成本 ，１ 性 能好 的 电动车 的 成本 是 辆 非 常高 的 ，采用无 刷 直流 电机驱 动系 统 ，除 了上述所 说控 制优 化 以外 ，则还应 考虑 到 以下 问题 。
式 中： Ｅ —— 反 电动势 幅值 ； ａ
Fra Baidu bibliotek
三相 电流 ，各相 彼此 相差 １ ０ 电角度 ，忽 略 电枢 反 ２。
图 ２ 模 糊 控 制 器 结构 图
应 及铁 损 、磁 损 。当绕 组相 电流 与对应 的反 电动 势相 ３ 无刷直流电机在 电动汽车电驱动系统中的研 位 完全相 同时， 电机 产 生的 电磁 转矩 为 ： 究 方 向
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１ 示 ，其 中双 箭 头 和单 箭 头 分 别对 应 能 量 流和 信 号 所
流。
１ 电 动 汽 车 电力 驱 动 系统 功 能块 不 惹 图
２ 无刷 直 流 电机 的数 学 模 型
２１ 三相 绕组端 电压 方程 ．
２１（ ） ００１ Ｏ
汽车 程 Ａ 工 师 Ｐ
摘要 ： 随着 经济的发展 ，汽车燃料 的 消耗 ，社 会环 保的 需要 ， 电动 汽车 （ Ｖ）的使 用发展 已受到 了充分重视 。文 Ｅ
章 概 述 了 电 动 汽 车 电 力 驱 动 中 电 机 的发 展 ，并 建 立数 学模 型 分 析 无 刷 直 流 电机 怎 样 得 到 最优 控 制 ， 最后 指 出在 未 来 研 究工 作 中 电动 汽 车 电 驱 动 系统 发 展 方 向及 急 需 解 决 的 问题 。
，。 —相 绕组 电流 的幅值 ； Ｄ—
ｃ —— 转 矩常数 。 Ｔ
１ ）无 刷直 流 电机 的效 率 优 化控 制 。首 先 在确 保 此 时 电机 具 有恒转 矩特 性 ， 即在 基速 以下 ，只 要 系统 具有 高性 能转矩 特 性的 前提 下 ， 电机 的励 磁 除 了 保 持绕 组 电流 为最 大值 ，电机就 可 以产 生恒 定 的最大 受转速 控制 外 ，还 与 电动 汽车 的运 行工 况联 系起来 ， 转矩 ，得 到较 好控制 。 ２２ 模糊 Ｐ Ｄ的控制方法 ． Ｉ 使 得在 轻载 状态 下 ，也能 降低 电机 的励磁 电流 ， 降低 磁链 损耗 ，提 高 电机 的效率 ，实现 电机效 率最优 化 。
｛ ｆ ｆ
果 电机 的三 相绕 组 在 空 问上完 全对 称 ，同 时假设 电机
的磁 场不 饱 和 ，并 忽略 涡流 及 迟滞 损 耗 ，则 电机 的 电
压方程 为：
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汽车工
２１ 年 １ ００ ０月
模 糊 逻 辑 控 制器
式 中 ： ｗ —— 转子机 械角速 度 。 ｍ 假 设无 刷直 流 电机 永 磁体在 气 隙 中产 生 的磁感 应 强度 为方波 ， 空 间 占 １ ０ 电角度；定子绕 组为 ６ 。 在 ８。 ０ 相带 的集 中整距 绕组 ，定 子 电流 为在 空 间对称 的梯 形