可调磁通电机系统及其关键技术发展

摘要

针对传统汽车工业发展面临的能源危机和环境污染等问题,为满足新能源汽车驱动电机在宽调速范围内高效率运行的需求,对可调磁通电机(variable-flux machine,VFM)系统及其关键技术发展进行综述.首先,介绍了可调磁通电机的应用背景与工作原理;之后,简要分析了各类可调磁通电机(包括交流调磁型、直流调磁型和机械调磁型)的拓扑结构和优缺点,总结了不同种类可调磁通电机的结构特点和设计方法;最后,针对可调磁通电机特殊的工作原理,以及电机在负载运行和在线调磁控制时对参数在线辨识、调磁电流控制和转矩波动抑制等方面的需求,总结了专用于可调磁通电机的控制策略(包括磁链观测器、电流与转矩控制策略以及调磁与调速控制策略),分析了各种控制策略的理论依据、实现方法、系统框架及优缺点.结果表明:可调磁通电机能够调节电机气隙磁场强弱,从而扩宽电机的转速范围,同时提高电机在高速区的运行效率;采用先进的控制策略,能够实现电机的在线调磁及调速控制,并降低转矩波动和调磁损耗,保证系统高效、稳定运行.新型可调磁通电机系统的提出及相关技术发展,将使可调磁通电机系统在电动汽车、数控机床等领域得到更广泛的应用,是未来新能源领域重点发展的核心技术之一.