《電動汽車異步電動機調速控制系統(tǒng)設計開題報告.doc》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《電動汽車異步電動機調速控制系統(tǒng)設計開題報告.doc（5頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

南陽理工學院 畢業(yè)設計（論文）開題報告 電子與電氣工程 學院 電氣工程及其自動化 專業(yè) 課題名稱：電動汽車異步電動機調速控制系統(tǒng)設計 學生姓名： 楊修光 學 號： 1309614042 指導教師： 張菊艷 講師 報告日期： 2015.01.10 1． 本課題所涉及的問題在國內（外）的研究現(xiàn)狀綜述 選題的目的及意義： 隨著交通運輸業(yè)的快速發(fā)展，節(jié)能、環(huán)保的理念得到了越來越廣泛的重視，電機交流變頻調速技術以其優(yōu)異的調速和啟動、制動性能，高效率、高功率因數(shù)，顯著的節(jié)電效果，進而可以改善工藝流程，提高產(chǎn)品質量，改善工作環(huán)境，推動技術進步，以及廣泛的適用范圍等許多優(yōu)點而被國內外公認為最優(yōu)發(fā)展前途的調速方式，給電動汽車的研發(fā)開辟了新的前景。電機驅動系統(tǒng)是電動汽車最關鍵的部分之一，它決定整車的性能，國外電動汽車開始使用交流驅動系統(tǒng)來取代直流驅動系統(tǒng)，已成為驅動系統(tǒng)的主流。目前我國交流異步電動機驅動系統(tǒng)的研究在滿足電動汽車特殊要求方面還處于研究階段。 本題目從應用角度出發(fā)，要求學生掌握電動汽車異步電動機調速系統(tǒng)的控制電路及基本工作原理，熟悉和應用相關知識，了解系統(tǒng)設計的方法和過程，通過設計體會異步電動機調速系統(tǒng)在汽車領域內的潛能，了解電動汽車異步電動機調速系統(tǒng)的發(fā)展過程，理解多學科交叉、融合的發(fā)展趨勢，培養(yǎng)學生獨立思考和分析設計問題的工作能力。 （1） 、本課題主要涉及問題： 首先是明確研究思路。研究的思路主要是理論的提出，電路模型的建立，各種方案的比較，電器元件的選擇，最終方案的確定。 其次是研究的方法。研究的方法主要以整體考慮，分塊研究的方式，整體考慮系統(tǒng)的結構框圖，繪制電氣原理圖以及系統(tǒng)軟件的總體設計，分塊研究所需要的各個電器元件以及軟件設計的各個不分，最終將各個分塊整合以實現(xiàn)電動汽車異步電動機調速系統(tǒng)設計。 （2）、國外研究現(xiàn)狀： 在電動汽車異步電動機調速系統(tǒng)方面，日本本田公司的Insight混合動力汽車，被美國環(huán)保總署評為2001年美國十大節(jié)能汽車的第一名，豐田汽車公司的prius混合動力汽車獲得第二名。美國能源部與三大汽車公司迄今已開發(fā)出多種形式的混合動力電動汽車，例如克萊斯勒ESX3、福特的Prodigy2000、通用的Plecept和Benz等，PNGV項目在HEV性能仿真、汽車集成動力模塊等技術領域取得了顯著成就。 （3）、國內研究現(xiàn)狀： 在國內，“電動汽車技術研究”是國家科委“八五”科技攻關項目。在清華大學的組織下，研制出7輛16座電動輕型客車；“九五”期間，東風汽車公司承擔并完成了國家重大科技攻關項目“電動轎車概念車設計”的整車（BF）研制工作?！熬盼濉蹦┢谖覈陔妱悠嚨娜箨P鍵技術領域（電池、電機、電控系統(tǒng)）取得突破。科技部已將電動汽車產(chǎn)業(yè)化列為“十五”國家863重大科技攻關項目，“十五”期間。國家計劃投入近10億元來支持電動汽車的前瞻性研究。在“九五”科技攻關計劃的推動下，我國開發(fā)出多種電控發(fā)動機，在電機控制方面取得了重大突破。但在雙能量源混合動力電動汽車動力系統(tǒng)的自動控制方面剛剛起步，包括控制算法的研究和控制器的開發(fā)，還未有完整的系統(tǒng)。 2． 本人對課題任務書提出的任務要求及實現(xiàn)預期目標的可行性分析 （1）、任務要求： 1）查找與本設計項目有關的材料。 2）了解電動汽車異步電動機調速系統(tǒng)原理作用，能夠運用交流調速系統(tǒng)特點到整個系統(tǒng)中。 3) 異步電動機轉矩轉速適度調節(jié) 4）根據(jù)實驗室條件，系統(tǒng)部分仿真，部分試驗驗證。 （2）、可行性分析： 1）研究的必要性：電動汽車是以車載電源為動力，用電機驅動車輛行駛，符合道路交通、安全法規(guī)各項要求的車輛。它是涉及到機械、電力、電子、計算機控制等多種學科的高科技產(chǎn)品。電動汽車的關鍵技術包括蓄電池技術及電池管理，車體技術，電機及其驅動控制系統(tǒng)。電動汽車是由車體、電機驅動系統(tǒng)、儲能電池和能量管理系統(tǒng)組成的，其中電機驅動系統(tǒng)是最關鍵的部分之一。 2）設計原理可行性：通過自己查閱電動汽車異步電動機調速系統(tǒng)有關的知識以后，對整個設計思路有個大致的了解。這次升級的主要環(huán)節(jié)就是首先要理解電動汽車工況對電機驅動系統(tǒng)的特殊要求，電機驅動系統(tǒng)除了具有普通電氣傳動的共性外，還應滿足電動汽車特定的用途的要求?；僖韵麓筠D矩以適應快速啟動、加速、負荷爬坡、頻繁啟停等要求，基速以上小轉矩、恒功率、寬范圍以適應最高車速和公路飛馳、超車等要求。整個轉矩/轉速運行范圍內的效率最優(yōu)化，以謀求電池一次充電后的續(xù)駛里程盡可能長。電機及電控裝置結構堅固、體積小、重量輕、抗顛簸振動。操縱性能符合司機駕駛習慣，運行平穩(wěn)，乘坐舒適，電氣系統(tǒng)失效保障措施完善。單位功率的系統(tǒng)設備價格盡可能的低。 3）知識能力的可行性：通過綜合運用平時所掌握的異步電機變頻調速技術、PLC專業(yè)知識、和以前課程設計中所培養(yǎng)的解決實際問題的能力及實踐動手能力完成利用交流變頻原理設計了交-直-交電壓型SPWM變頻器，逆變電路運用了IGBT模塊，仿真出波形，達到預期的結果，驗證此方案的可行性 4）實驗條件的可行性：學院具備該方面的實驗室與試驗測試設備，并且軟件部分可實現(xiàn)仿真。在老師的精心指導下，按照研究課題設計要求經(jīng)過設計、調試與測試分析，一定能夠按計劃完成研究任務的系統(tǒng)設計指標，理論與實際相結合起來。 3．本課題需要重點研究的關鍵問題及解決的思路 （1）、關鍵問題（包含系統(tǒng)設計指標）： 1）異步電動機的控制方案。 2）主電路的設計和外圍配件的選擇。 3）變頻器的控制方法。 4）調速系統(tǒng)的仿真實現(xiàn) 5) 加、減速時間電阻設置 6) 信號正弦波形的采用 7) 電路模塊化結構的運用。 （2）、主要設計內容： 1)系統(tǒng)結構的設計； 2)熟悉并掌握電動汽車異步電動機調速控制的原理和要求； 3)系統(tǒng)控制電路的設計； 4)變頻器原理框圖的設計； 5)參數(shù)設定信號的控制； 6)外部信號的控制； 7)系統(tǒng)運行過程的分析； 8)相關設計的說明。 （3）、解決思路： 1）首先熟悉三相pwm波形發(fā)生器的原理及其應用方向，以便于更好的使得電動汽車異步電動機調速控制系統(tǒng)的使用效果。 2）變頻器在工作中由于整流和變頻，周圍產(chǎn)生了很多的干擾電磁波，這些高頻電磁波對附近的儀表、儀器有一定的干擾，而且會產(chǎn)生高次諧波，這種高次諧波會通過供電回路進入整個供電網(wǎng)絡，從而影響其他儀表。如果變頻器的功率很大占整個系統(tǒng)25%以上，需要考慮控制電源的抗干擾措施 3）通過對以前變頻器知識的學習，根據(jù)實際生產(chǎn)中對變頻器額定值和性能的指標要求，計算功率、轉矩、容量等，選取合適該設計中的電動機和變頻器。 4．完成本課題所必須的工作條件（如工具書、實驗設備或實驗環(huán)境條件、某類市場調研、計算機輔助設計條件等等）及解決的辦法： （1）、南陽理工學院電子系電氣實驗室。 （2）、技術支持： 1) 三相PWM波形發(fā)生器、異步電機、變頻器、 2) 南陽理工學院圖書館。 （3）、主要參考資料： [1]馬憲民，電動汽車的電氣驅動系統(tǒng)，西安公路交通大學學報，2010,21（3）：83-86 [2] 阿布里提。阿布都拉，清水健一，電動汽車的發(fā)展狀況和開發(fā)動向，電工電能新技術，2008，（1）：49-53 [3] 宋慧，胡驊，電動汽車的現(xiàn)狀及發(fā)展，汽車電器，2009，（2）：53——57 [4]王樹編著.變頻調速系統(tǒng)設計與應用[M].北京：機械工業(yè)出版社,2005.110-168 [5]劉松編著.電力拖動自動控制系統(tǒng)[M].北京：清華大學出版社, 2006.51-61. [6]李天義 異步電機矢量控制系統(tǒng)的節(jié)能研究[J] -電力電子技術2009(7) [7] 董訥.李楠 異步電動機輕載節(jié)能控制系統(tǒng)研究 [J] -機電工程技術2009(7) [8] 羅海福等.一種參數(shù)模糊自適應模糊PID的設計與仿真[J].自動化與儀器儀表，2008,95(3):1～3 [9]張舟云,貢俊. 新能源汽車電機技術與應用[M].上海科學技術出版社,2012. [10]石川憲二,新能源汽車技術及其未來[M].譯者,康龍云 余開江.科學出版社,2012. [11] Bose B K.Patel N R.Rajashekara K A neuro- fuzzy-based on-Line efficiency optimization control of a stator flux-oriented direct vector-controlled induction motor drive 2007(2) [12] Matsuse K Katsuta Fast rotor flux control of vector controlled induction motor operating at maximum efficiency for electric vehicles 2006 [13] Rowan T M.Lipo T A A quantitative analysis of induction motor performance improvement by SCR voltage control 2003(3) （4）、英文資料翻譯及其它要求： 1）翻譯相關英文資料 2）撰寫畢業(yè)設計論文 5．完成本課題的工作方案及進度計劃 進度安排： 第一階段：熟悉要求，查找相關資料。 1周 第二階段：撰寫開題報告。 2-3周 第三階段：設計、實習階段。 4-10周 第四階段：分系統(tǒng)結合、協(xié)調階段。 11-12周 第五階段：系統(tǒng)修改階段、參與人員座談及制定和執(zhí)行整改計劃。 13周 第六階段：聯(lián)調、仿真、資料整理階段。 14-15周 第七階段：答辯。 16周 6．指導教師審閱意見 指導教師（簽字）：　　　　　　 年 月 日 7．系畢業(yè)設計（論文）工作領導小組評審意見 領導小組組長（簽字）：　　　　　 　　　　　　學院（簽章） 年 月 日 說明： 1. 本報告必須由承擔畢業(yè)設計（論文）課題任務的學生在接到“畢業(yè)設計（論文）任務書”、正式開始做畢業(yè)設計（論文）的第2周或第3周末之前獨立撰寫完成，并交指導教師審閱。 2. 每個畢業(yè)設計（論文）課題撰寫本報告一份，作為指導教師、畢業(yè)設計（論文）指導小組審查學生能否承擔該畢業(yè)設計（論文）課題任務的依據(jù)，并接受學校的抽查。