电动汽车专用开关同步电动机的结构设计与控制

本文提出了一种开关同步电机新型结构的设计和控制方法。其中电动发动机采用两相结构和两对极（两个转子齿）。如图1所示，该结构每相有两个槽，这些槽是直的并且敞开，从而显著降低这种类型的发动机的生产成本。线圈为集中式，便于实现线圈自动化插入模块的过程。每个绕组线圈由串联连接的两个径向相反的线圈形成。电动机产生的机械转矩是由电动机沿着气隙所产生的显著性变化引起的。转子齿的高度较低，以最大限度地减小转子惯性变化对转子位置功能的影响。

图1 电动机的结构

该控制策略主要基于脉冲宽度调制技术，其中施加电流的总和为连续值，并且相对于电感的变化其电流曲线形状反相变化。由于发动机产生强烈的转矩波动，通常表现在开关同步电动机上，因此这种控制技术可以大大降低整个动力系统的振动。电动汽车的速度由基于PID控制的速度调节器来调节，以最大限度地减少参考速度和响应速度之间的误差。事实上，调节器通过增加两个调节回路，用于将参考电流反相变化，并将电感转换为理想参考电压，来调节参考电流的幅值，以确保电流连续变化时产生波动小的电机转矩。本文开发了动力系统设计和建模的源代码程序，并将该程序在MATLAB-Simulink仿真环境中实现了仿真及控制。仿真结果表明，所开发的模型具有良好的科学性和有效性，有助于后续全球系统的产业化。