基于電機(jī)控制策略的純電動(dòng)兩擋變速器振動(dòng)特性分析

王德軍， 于洪峰， 華 典， 許成林， 李之乾

（濰柴動(dòng)力股份有限公司， 山東 濰坊 261041）

電機(jī)是電動(dòng)汽車(chē)的核心部件， 其具有在低速時(shí)能夠輸出大轉(zhuǎn)矩， 高速時(shí)維持恒功率輸出以及轉(zhuǎn)速范圍寬的特性，滿(mǎn)足車(chē)輛對(duì)于動(dòng)力源特性的需求， 兩擋變速器可以很好地協(xié)調(diào)電動(dòng)汽車(chē)對(duì)于動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性的要求， 具有廣闊的發(fā)展?jié)摿Α?但電機(jī)本體受加工制造誤差、 電機(jī)的齒槽效應(yīng)以及逆變器開(kāi)關(guān)的非線性等因素影響， 電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩存在抖動(dòng)， 該抖動(dòng)通過(guò)輸出軸傳遞到變速器內(nèi)， 引起變速器非承載齒輪的振動(dòng)噪聲以及承載齒輪的嚙合噪聲， 影響車(chē)輛的舒適性和換擋的平順性。 電動(dòng)汽車(chē)由于沒(méi)有發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲的 “遮蔽” 效應(yīng)， 由電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)引起的振動(dòng)效應(yīng)會(huì)更加凸顯。

本文針對(duì)永磁同步電機(jī)， 首先采用電機(jī)矢量控制策略，對(duì)其轉(zhuǎn)矩輸出特性進(jìn)行分析； 其次， 建立兩擋變速器虛擬樣機(jī)模型， 研究轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)對(duì)其振動(dòng)噪聲的影響； 最后采用電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制策略， 驗(yàn)證其轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)抑制效果和對(duì)變速器振動(dòng)特性的影響。

1 永磁同步電機(jī)的建模與分析

1.1 永磁同步電機(jī)數(shù)學(xué)建模

在三相坐標(biāo)系下， 永磁同步電機(jī)的電壓和磁鏈方程可以表示為：

電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩方程可以表示為：

電機(jī)的運(yùn)動(dòng)方程可以表示為：

經(jīng)過(guò)坐標(biāo)變換， 得到兩相坐標(biāo)系下的電壓方程可以表示為：

兩相坐標(biāo)系下的電機(jī)轉(zhuǎn)矩方程可表示為：

1.2 永磁同步電機(jī)的矢量控制策略

在Simulink環(huán)境下搭建永……