新能源汽車電機驅動技術

王誌福，北京理工大學正 實驗師

前言
章導論1
節車用電機驅動系統的發展歷程1
第二節車用電機驅動系統組成與工作要求2
一、車用電機驅動系統組成2
二、車用電機驅動系統的工作要求3
第三節車用電機驅動系統的類型與結構3
第四節車用電機驅動系統 發展現狀與趨勢5
一、 發展現狀5
二、 發展趨勢5
第五節車用電機驅動系統國外發展現狀與趨勢7
一、國外發展現狀7
二、國外發展趨勢9
參考文獻10
第二章基礎知識11
節電機的內涵11
一、電機的分類11
二、驅動電機的基本原理12
三、電機的能量損耗與運行特性12
第二節電機中電路基本概念、主要參數和基本定律13
一、電路基本概念13
二、電路主要元器件及參數13
三、歐姆定律15
四、基爾霍夫定律15
第三節電機中磁路基本概念和基本磁路定律17
一、磁路基本概念17
二、磁路主要參數18
三、磁路歐姆定律19
四、磁路基爾霍夫定律20
第四節電機中基本電磁定律21
一、安培環路定律和全電流定律21
二、電磁感應定律22
三、畢奧-薩伐爾定律與安培定律22
四、電磁力定律23
第五節電機的制造材料23
一、材料分類24
二、導體的集膚效應26
三、鐵磁材料性質27
第六節電機的機電能量轉換28
一、機電能量轉換過程30
二、磁場與磁能31
第七節電機的電磁轉矩的生成與控制32
一、電磁力的一般表達式32
二、電磁轉矩的生成與控制33
三、空間矢量與矢量控制34
四、矢量控制35
參考文獻36
目錄
新能源汽車電機驅動技術
第三章車用電機驅動系統構成與參數匹配設計37
節電機驅動系統結構37
一、電驅動系統組成37
二、電機驅動系統組成38
三、電機控制器組成45
第二節電動汽車電機動力需求46
一、電動汽車受力分析46
二、 動力學方程51
三、驅動電機的特性53
四、傳動裝置的特性54
五、電動車輛動力性能分析55
第三節電機驅動系統參數匹配設計56
一、電機參數匹配56
二、傳動裝置參數匹配57
參考文獻58
第四章異步驅動電機控制59
節異步驅動電機結構59
第二節異步驅動電機穩態工作特性60
一、轉速特性60
二、電流特性60
三、功率因數特性60
四、轉矩特性61
五、效率特性61
第三節異步驅動電機變壓變頻調速特性61
一、異步電機變壓變頻調速原理61
二、異步電機變壓變頻調速的機械特性62
第四節逆變技術66
一、三相電壓型逆變器的構成66
二、三相兩電平電壓型逆變器工作方式66
三、SVPWM工作原理68
第五節異步驅動電機動態數學模型71
第六節異步驅動電機矢量控制72
一、矢量控制基本原理72
二、基於轉矩和磁鏈調節的IRFOC轉矩控制73
三、基於雙PI電流調節的IRFOC轉矩控制76
四、基於模型轉矩反饋速度補償的IRFOC轉矩控制77
五、弱磁控制78
第七節異步驅動電機直接轉矩控制79
參考文獻80
第五章永磁同步電機控制81
節永磁同步電機的結構與工作原理81
一、永磁同步電機的結構81
二、永磁同步電機的工作原理82
第二節永磁同步電機的穩態工作特性82
一、轉矩特性83
二、功率因數85
第三節永磁同步電機的變頻調速特性86
一、額定頻率以下PMSM 的變頻調速特性86
二、額定頻率以上PMSM的變頻調速特性94
第四節永磁同步電機的矢量控制95
一、永磁同步電機基本原理95
二、典型的功率速度特性與d軸 小磁鏈的關系96
三、永磁同步電機的系統組成97
四、電流極限方程和電壓極限方程97
五、永磁同步電機的電流控制97
六、單位電流 轉矩控制98
七、弱磁控制99
八、 輸出功率控制100
九、定子電流的 控制101
第五節永磁同步電機直接轉矩控制102
第六節永磁同步電機無速度傳感器控制103
一、適用於中高速狀態下的無速度傳感器控制方法103
二、適用於零速附近的無速度傳感器控制方法104
第七節永磁同步電機再生制動與能量回饋105
一、永磁同步電機再生系統基本結構105
二、永磁同步電機能量再生機理分析106
參考文獻107
第六章永磁無刷直流電動機控制108
節永磁無刷直流電機結構與工作原理108
一、永磁無刷直流電機的結構108
二、方波驅動的轉矩產生原理109
三、永磁無刷直流電機的數學模型111
第二節永磁無刷直流電機的控制112
一、永磁無刷直流電機基本控制結構框圖112
二、永磁無刷直流電機的無位置傳感器控制113
參考文獻115
第七章開關磁阻電機控制116
節開關磁阻電機結構特點與工作原理116
一、開關磁阻電機的結構特點及工作原理116
二、開關磁阻電機的性能特點117
第二節開關磁阻驅動電機控制系統118
參考文獻120
第八章驅動系統電磁兼容121
節電機驅動系統電磁騷擾源121
一、電磁騷擾分類121
二、自然騷擾源122
三、車外騷擾源123
四、車載騷擾源125
第二節電驅動系統電磁騷擾發生機理127
一、放電噪聲127
二、感性負載的瞬變127
三、功率電子瞬變128
四、 反射現象130
第三節電磁幹擾抑制方法131
一、電磁屏蔽131
二、濾波134
參考文獻141
第九章電機轉矩脈動與振動噪聲142
節電機的轉矩脈動142
一、轉矩脈動的產生機理142
二、轉矩脈動的抑制方法143
第二節電機的振動噪聲144
一、電機振動噪聲的組成144
二、電機振動噪聲的研究145
三、噪聲測量方法145
四、基於傳聲器陣列聲場分析的系統試驗148
參考文獻149
第十章驅動電機系統試驗150
節試驗標準與內容150
一、一般性試驗項目151
二、安全性試驗151
三、環境適應性試驗152
第二節驅動系統測試基礎152
一、諧波分析153
二、諧波表示法153
三、驅動系統諧波特性155
第三節電壓和電流測量156
一、電壓與電流的有效值156
二、電壓和電流的畸變因數157
第四節電驅動功率計算157
第五節電機轉速與轉矩測試160
一、電機轉速測試160
二、轉矩測試160
第六節電機直流電阻163
一、伏安法163
二、電橋法164
三、用非平衡電橋測動態電阻165
第七節系統性能測試167
一、電機連續額定特性試驗167
二、高效區測試167
三、驅動調速電機溫度和溫升測量167
第八節驅動系統自動測試系統171
一、系統總體方案172
二、電機繞組自動測試系統174
三、信號采集系統177
四、CAN模塊179
五、I/O模塊控制信號180
六、系統軟件的實現180
七、自動報表的實現183
參考文獻185