电动车用磁阻式旋转变压器的设计仿真与研究.docx

电动车用磁阻式旋转变压器的 设计仿真与研究 重庆大学硕士学位论文 (专业学位) 学生姓名：宿一鸣 指导教师：徐奇伟 副教授 兼职导师：王益明 高 工 专业学位类别：工程(车辆工程) 研究方向：汽车电气 答辩委员会主席：郑玲 授位时间：2019年6月 (C)1994-2022 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. Design simulation and research of reluctance resolver for electric vehicle A Thesis Submitted to Chongqing University in Partial Fulfillment of the Requirement for the Professional Degree By Yiming Su Supervised by Ass.Prof.Qiwei Xu Co-Supervised by Sen.Eng. Yiming Wang June,2019 (C)1994-2022 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 中 文 摘 要 摘 要 传统内燃机汽车尾气排放对城市环境造成不良影响，随着环保意识的提高， 人类生活逐步向高效环保的方向发展。电动汽车作为新能源汽车得到广泛的使用。 电机作为电动车的核心部件之一，需要使用可靠精确、适应恶劣环境的角度传感 器。磁阻式旋转变压器可以适应电动汽车的使用条件。 通过对磁阻式旋转变压器的原理分析，本文对磁阻式旋转变压器设计中的关 键部分，即激磁绕组、信号绕组和转子外形等进行设计，并以此为基础，在 Ansoft 软件中建立有限元模型，仿真得到正确的正余弦信号输出感应电势波形，可以实 现测角功能。同时对其谐波畸变率进行分析，发现还有进一步优化的空间。 之后为提高旋变的性能，通过对气隙长度、转子外形进行优化，通过对比得 到较为优越的数值，为之后的设计提供参考。同时引入转子外形补偿系数，降低 气隙长度剧烈变化带来的影响，通过计算发现波形畸变率得到降低。 考虑到在制作工艺和装配工艺方面对精度的影响是存在的，因此通过对转子 偏心、定子偏心、激磁绕组偏移和激磁绕组绕向等方面具体分析，通过仿真得到 各类因素对旋变输出信号的不良影响，发现制作和装配工艺对旋变性能的影响是 显著的，应当尽量避免和减少此类问题的发生。 最后，选择 AD 公司的 AD2S1200 作为主芯片，采用单相激磁的方式制作轴 角变换电路，利用现有的多摩川样机实验验证得到合理的输出波形。 本文根据永磁同步电机的结构和特性，分析其在三相和两相坐标系中的数学 模型。建立了j=0 的按转子磁链定向的控制策略，研究了矢量控制的原理和空间 矢量脉宽调制技术。设计了永磁同步电机速度外环、电流内环的双闭环控制系统， 同时利用设计得到的磁阻式旋变样机作为位置传感器，实现了永磁同步电机调速 功能，具有较好的动态响应和稳态特性。 关键词： 磁阻式旋转变压器；结构优化；解码电路；永磁同步电机；矢量控制 I (C)1994-2022 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 英 文 摘 要 ABSTRACT Traditionally, exhaust emissions from internal combustion engines have a negative impact on the urban environment. With the improvement of environmental awareness, human life is gradually developing towards the direction of high efficiency and environmental protection. Electric vehicles are widely used as new energy vehicles. As one of the core components of electric vehicle, motor needs to use reliable and accurate angle sensor to adapt to harsh environment.