特种车辆集成式轮边驱动技术研究

摘要

轮边电驱动技术具有无级变速、任意半径转向、易于实现模块化、短距离静音行驶和再生制动功率回馈等优点，是解决战斗车辆战时能源安全和电力武器的需要，是提高军用战斗车辆能量利用率、机动性及智能化程度的重要途径。本文针对特种车辆的需求以及特点，开展了基于交流感应电机的集成式轮边驱动器技术研究，实现了驱动系统的小型化和模块化设计。
　　本研究主要内容包括：⑴介绍特种车辆集成式轮边驱动技术的基本原理，建立了特种车辆轮边驱动的数学模型，设计基于交流感应电机的集成式轮边驱动方案。⑵介绍了混沌SVPWM技术的原理和应用，以提高集成式轮边驱动器的电磁兼容性，减小滤波器的体积。通过MATLAB仿真证实了混沌SVPWM在轮边驱动器应用的有效性和合理性。⑶介绍了集成式轮边驱动器的热设计：介绍了IGBT的损耗模型和三相驱动器的传热模型。在此基础上，研究了IGBT功率器件在SVPWM工作模式下的传热模型以及结温计算方法，设计了功率开关器件在所提到的混沌SVPWM控制下的损耗计算方法，并最后利用ANSYS/Icepak进行散热设计和验证。⑷介绍了集成式轮边驱动器的工程设计理念。首先提出了驱动器通用硬件平台设计方法；接着提出了基于分层结构的前后台软件架构；最后重点介绍DSP算法层软件和应用层软件的关键函数组成。