电动汽车交流异步电机的特点和控制方法

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交流异步电机的特点
与有刷直流电机相比，交流异步电机具有如下优点：
①效率较高：交流异步电机的效率高于直流电机，这一特点对于车载能量有限的电动汽车来说格外重要。
②结构简单、体积较小、质量轻：相比于直流电机，交流异步电机转子的结构简单，尺寸小，质量轻。
③工作可靠、使用寿命长：交流异步电机无电刷和换向器，不存在换向火花问题，因而工作可靠性较高，使用寿命也较长。
免维护：不存在换向火花问题，无电刷磨损问题，因而在使用中无须维护。
交流异步电机的缺点如下：
①调速性能相对较差：由于转子的转速与定子旋转磁场的旋转速度存在转差率，因而调速性能较差。
②配用的控制器成本较高：交流异步电机的控制相对较为复杂，配用的控制器成本较高。
交流异步电机的控制
交流异步电机的控制大体分为两种：矢量控制(FOC)和直接转矩控制(DTC)。
(1)矢量控制
矢量控制的思想是模拟直流电机，求出交流电机电磁转矩与之对应的磁场和电枢电流，并分别加以控制。其特点如下：
①可以从零转速开始进行控制，调速范围很宽。
②转速控制响应速度快，且调速精度较高。
③可以对转矩实行较为精确的控制，电机的加速特性也很好。
④系统受电机参数变化的影响较大，且计算复杂，控制相对繁琐。
目前矢量控制理论比较完善，并日趋成熟，可基本满足电动汽车的动力性要求。
(2)直接转矩控制
在定子坐标下，通过检测电机定子电压和电流计算电机的磁链和转矩，并根据与给定值比较所得差值，实现磁链和转矩的直接控制。不受转子参数随转速变化而变化的影响，简化了控制结构，动态响应快，因此受到了广泛的关注。其特点如下：
①调速精度较高，响应速度快。
计算简单，而且控制思想新颖，控制结构简单，控制手段直接。
③信号处理的物理概念明确，动静态性能均佳。
④调速范围较窄，低速特性有脉动现象。
在技术实现上，直接转矩控制往往很难体现出优越性，调速范围不及矢量控制宽，其根源主要在于其低速时，转矩脉动的存在以及负载能力的下降，这些问题制约了直接转矩控制进入实用化的进程。

兰心

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