随着新能源电动汽车技术的不断发展,电动汽车所采用的驱动电机种类也在逐步增加。因为驱动电机直接影响着电动汽车的整车动力性和经济性,所以选择性能优良的驱动电机及其对应的驱动系统,对电动汽车产业的发展是至关重要的。本文结合科技部国际合作计划项目(2010DFB83650),以某紧凑型分布式驱动电动汽车为研究对象,对其双馈电机驱动系统的相关理论分析、构型设计以及控制策略等关键技术展开研究,搭建了双变流器控制的双馈电机试验台架,对双馈电机驱动系统的优越性能进行了试验验证。首先,根据驱动系统中利用双变流器控制双馈电机这一特点,对其基本原理及调速方法进行了分析。建立了双馈电机稳态等效电路模型,依据等效电路模型推导出定、转子的能量转化关系及有功与无功功率表达式。结合电动汽车驱动与制动工况,分析总结了双馈电机在不同运行状态时的功率传递,为电机控制策略的设计提供了理论指导。建立了双馈电机的动态数学模型,并给出定、转子三相坐标系与静止两相坐标系、转子两相坐标系和同步旋转两相坐标系之间的变换方法,从而为后续研究奠定了基础。通过对空间矢量合成计算,给出了各空间合成矢量的关系表达式,通过对定、转子合成矢量有功功率的分析,指出了空间矢量模型分析与等效电路模型分析的一致性。而后,采用空间矢量法建立了车用双馈电机稳态方程,从而使稳态分析结果与动态分析结果联系更加紧密,以便通过对稳态模型分析所得的结论来指导电机的动态控制。利用基于定子磁场定向的矢量控制方法,对双馈电机稳态性能进行仿真分析。为充分利用双变流器控制这一特点,提出了两种备用运行模式,以防止汽车驱动系统发生故障而导致汽车无法运行,同时推导出相关模式稳态表达式。针对车用双馈电机的调速范围及影响因素进行了分析研究,并与同参数的异步电机进行了对比,从而体现车用双馈电机的优势。第三,根据电动汽车驱动与制动能量回馈的不同工作状态,对三相PWM变流器的拓扑结构及工作原理进行了分析。针对分布式驱动电动汽车双馈电机驱动系统,提出了使用变流器数量最少的布置方案,并依据该构型提出变磁链定子电压控制方法,以适应电机驱动系统的正常工作。通过对定、转子侧变流器容量的影响因素的分析总结,提出了变流器容量最小化控制策略,从而达到降低所需母线电压、降低生产成本和便于布置的目的。最后,为减少定子侧的变流器电压谐波,利用遗传算法对其开关角进行优化计算,结果显示通过该方法优化后,有效消除了指定次的谐波,从而降低了因电压谐波而产生的转矩波动。第四,依据模型参考自适应原理,对基于定子磁链的MRAS速度辨识进行分析研究,并针对转子初始位置角度的确定进行分析计算。分析得到车用双馈电机在两相静止坐标系和同步两相旋转坐标系中的动态模型状态方程,同时给出了其备用运行模式的动态模型状态方程。设计了基于定子磁场定向PI矢量控制的调速系统,并结合定子磁链的MRAS速度辨识方法进行仿真分析。结果表明其转速观测效果良好,同时总结出定子变频启动和加速将有利于减少该过程的转矩波动。在电感与电阻参数受外界影响发生变化时,利用模糊控制方法对转矩调节器进行了PI参数在线整定,仿真结果显示电机的动态转矩波动得到了充分的改善。第五,对分布式驱动电动汽车纵向行驶时的驱动与制动工况进行纵向动力学分析。根据分布式驱动电动汽车的特点,提出动力与制动两种模式的均衡式转矩分配控制策略,利用该策略将有效减少各驱动电机的负荷差异,从而有利于电机的统一散热,并延长其使用寿命。基于NEDC和US06两种不同的循环工况,对整车纵向动力学进行仿真分析,结果验证了所采取策略的有效性。最后,选用dSPACE-1103作为快速原型控制器,搭建了双变流器控制双馈电机的试验平台,对转子无功功率完全补偿控制下的双馈电机性能进行了试验分析。结果表明,双馈电机驱动系统可处于较高的功率因数下运行,体现了该类驱动系统的优越性能。