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摘要：电动汽车控制技术中，电机驱动控制系统起到了核心作用。永磁同步电机的功率密度高，而且具有良好的控制性。作为新型电动汽车驱动电机，在运行的过程中，还具有非线性的特点和强耦合的特点。本论文针对电动汽车用永磁无刷电机驱动系统设计展开研究。
关键词：电动汽车；永磁无刷电机；驱动系统；设计
引言：
进入二十一世纪以来，新能源、生态环境与汽车工业的和谐发展成为重要的研究课题。电动汽车对环境的污染性比较低，运行效率高，而且具有低噪声、智能化的特点，是汽车未来发展的重要方向。电机驱动控制系统是电动汽车的核心，永磁无刷电机驱动控制系统作为新的研究成果，控制好、功率高，具有一定的应用价值[1]。电动汽车用永磁无刷电机驱动系统的设计中，需要重点关注两个方面的问题，即，永磁同步电机驱动控制系统硬件设计、永磁同步电机驱动控制系统的驱动电路设计。具体如下。
一、PMSM驱动控制系统硬件设计
（一）以智能功率模块为核心的驱动电路设计
PMSM驱动控制系统硬件的设计中，为了将电力电子器件的损耗降低，使得驱动控制器不会占有很大的空间，采用了智能功率模块。智能功率模块的保护功能是非常完善的，其对过电压现象、过电流现象以及过热、欠压等等故障都能够检测出来，并进行保护动作。当处于保护动作闭锁期间，发现故障就会启动报警器，报警信号向控制器传输，对电路进行中断处理[2]。控制电路运行的过程中会产生驱动信号，通常是通过高速开关光耦隔离电路与智能功率模块连接，模块发出报警信号之后，就可以通过这个电路传输到控制电路，接口在控制指令下中断。
PMSM驱动控制系统的设计中，智能功率模块能够很好地满足永磁同步电机的驱动要求，而且还可以发挥保护功能，驱动控制器空间节约，控制器的功率密度提高。
（二）数字处理芯片和复杂可编程逻辑器件的结构的控制电路设计
电动汽车的设计中采用永磁同步电机驱动控制系统，使得电气传动系统性能有所提高。系统的结构复杂，各种信息存储在这里，且信息处理的速度加快。发挥数字处理芯片的作用，就是将数字处理芯片作为主处理器，其运算的效率非常高，而且能够实时控制系统。数字处理芯片的应用中，还可以对故障实时监测，诊断故障，采取有效的处理措施及时解决故障，而且还可以发挥人机对话功能。所以，永磁同步电机驱动控制系统中，应用数字处理芯片是比较合适的，能够满足系统的快速运算要求，而且对外围电路也有很快的响应速度[3]。
使用复杂可编程逻辑器件，在于其运行速度快，而且时序严格，具有很好的可编程性，译码电路和专门电路上都可以使用这种器件。在电机控制系统中有很多接口电路，多数为数字逻辑电路组成，发挥可编程逻辑器件的作用，就可以对电机灵活控制，系统运行的时间缩短，成本也会相应地降低。
基于数字处理芯片和复杂可编程逻辑器件结构的电机控制系统运行中，就要将数字处理芯片充分利用起来，发挥其强大的运算性能，运用控制算法控制电机，同时还简化了外围逻辑电路[4]。数字处理芯片和复杂可编程逻辑器件结构的电机控制系统运行中，数据处理能力提高了，运行更为安全可靠。
二、永磁同步电机驱动控制系统的驱动电路设计
（一）主回路具有充电软启功能
主回路构成包括蓄电池、永磁同步电机、直流母线和智能功率模块。系统直流母线电压为540伏，用以满足永磁同步电机的380 伏交流供电，这样可以避免启动系统启动的时候由于电压过高造成储能电容的电流冲击问题[5]。其基本工作原理见图1。
对永磁同步电机直接接通540伏的直流电压，储能电容C3机会有很大的电流冲击产生，损害到系统。这就需要将充电延时电路设置在主回路上，直流母线电压会随着系统的运行逐步增加。但电容C3的电压稳定之后，主回路充电软起。
C2是滤波电容，其所发挥的作用是将直流母线上的交流电压过滤，对整个逆变器的输入功率起到了调节作用。（图1：主回路原理图）
结束语：
综上所述，电动汽车的电机驱动控制系统起到了“心脏”作用。永磁同步电机具有其优良的特性，在电动汽车中广泛应用。本文的主要研究对象是永磁同步电动机的驱动控制系统，其调速性能良好，而且能效高，性能更加安全可靠。在对永磁同步电机驱动配套系统进行开发和设计中，需要做好软件和应交的调试工作，保持控制器处于良好的运行状态，满足电动汽车的运行要求。
参考文献：
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[2]王博.关于电动汽车永磁无刷直流电机的控制研究[J].湖北函授大学学报，2017（01）：94—95.
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[6]马媛，李建贵，刘璟轩.基于混合动力电动汽车的永磁无刷电机热分析及研究[J].工程热物理学报，2018，39（11）：181—187.
论文作者:罗建武
论文发表刊物:《电力设备》2019年第4期
论文发表时间:2019/7/8
标签：永磁论文; 控制系统论文; 电动汽车论文; 可编程论文; 电机论文; 功率论文; 电路论文; 《电力设备》2019年第4期论文;